ES2336548T3 - Metodos y composiciones para extraer proteinas de celulas. - Google Patents

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Abstract

Un método para liberar una proteína de interés de células hospedadoras que comprende poner en contacto las células hospedadoras con un agente reductor y un detergente, en el que el detergente se selecciona entre el grupo que consiste en: dimetildecilamina, dimetilundecilamina, dimetildidecilamina, dimetiltetradecilamina, dimetilhexadecilamina, óxido de dimetildecilamina, óxido de dimetilundecilamina, óxido de dimetildidecilamina, óxido de dimetiltetradecilamina y óxido de dimetiltridecilamina.

Description

Métodos y composiciones para extraer proteínas de células.
1. Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a un proceso para recuperar proteínas intracelulares y otras moléculas de una célula.
2. Antecedentes de la invención
Es deseable lisar células cultivadas como hospedadores de producción que contienen una proteína u otra molécula de interés para recuperar cualquier producto deseado producido intracelularmente. Los modos convencionales de destruir y lisar tales células incluyen el uso de calor (Patente de Estados Unidos Nº 4.601.986 de Wegner, et al.), presión osmótica (Patente de Estados Unidos Nº 4.299.858 de Aubert, et al), enzimas que descomponen las paredes o las membranas celulares (Patente de Estados Unidos Nº 3.816.260 de Sugiyama, Patente de Estados Unidos Nº 3.890.198 de Kobayashi, et al. y la Patente de Estados Unidos Nº 3.917.510 de Kitamura, et al.) y alteración mecánica de la pared celular, por ejemplo, por homogeneización a alta presión.
También se han utilizado detergentes para lisar la pared celular. Por ejemplo, el reactivo de extracción de proteína de levadura (Y-PER®), comercializado por Pierce Chemical Company, contiene un detergente para proporcionar un medio suave de lisis celular que no es perjudicial para la proteína de interés. Sin embargo, Y-PER® tiene por objeto el uso como un reactivo experimental de laboratorio, no como un reactivo útil para la producción a gran escala de proteínas, y es costoso. Por estos motivos, Y-PER® no ha obtenido aceptación como un reactivo útil para la producción a gran escala de proteína recombinante de células hospedadoras.
Existe una necesidad en la técnica de un proceso que se pueda usar para provocar de forma sencilla la liberación de proteínas de células hospedadoras sin dañar la proteína deseada y con un mínimo de etapas de proceso. El método de lisis celular no debe conducir directa o indirectamente a la desnaturalización del producto deseado y el método debe ser coherente con los requisitos de procesamiento posteriores y con la producción a gran escala.
3. Sumario de la invención
La presente invención se refiere a un proceso para liberar una proteína, recombinante u otra, de una célula. El proceso de la presente invención implica poner las células hospedadoras en contacto con un agente reductor y un detergente, donde el detergente se selecciona entre el grupo que consiste en: dimetildecilamina, dimetilundecilamina, dimetildidecilamina, dimetiltetradecilamina, dimetilhexadecilamina, óxido de dimetildecilamina, óxido de dimetilundecilamina, óxido de dimetildidecilamina, óxido de dimetiltetradecilamina y óxido de dimetiltridecilamina.
La adición de uno o más agentes reductores facilita la recuperación de proteínas en sus conformaciones nativas. Los métodos de la invención son particularmente adecuados para producción a gran escala de productos recombinantes. Los métodos de la invención comprenden cuatro etapas básicas: ajuste de condiciones de solución voluminosa para conseguir un entorno permisivo, contacto de células con un agente reductor antes, durante o después del contacto de las células con ciertos detergentes como se ha mencionado anteriormente y, finalmente, aclaramiento del extracto para producir una fracción adecuada para la formulación o procesamiento adicional. Típicamente, el agente reductor y el detergente se añaden secuencialmente en cualquier orden, dando como resultado la exposición concurrente de las células al agente reductor y al detergente.
Los detergentes se pueden usar a concentraciones que varían del 0,01% hasta su límite de solubilidad. Preferiblemente, las concentraciones de los detergentes varían del 0,05% al 5%, del 0,1% al 2% o son aproximadamente el 0,5% de la solución total. Cuando se añade a células suspendidas en tampón, el detergente está preferiblemente a una mayor concentración que la concentración final a la que se lisan las células. Preferiblemente, el detergente está a una concentración al menos 2 veces, 5 veces, 10 veces o 100 veces superior.
En una realización particular, el uno o más agentes reductores son los agentes reductores que reducen los enlaces disulfuro y/o mantienen los restos sulfhidrilo en la forma reducida. Cualquiera de tales agente o agentes reductores se pueden usar. En una realización preferida, el uno o más agentes reductores usados se seleccionan entre el grupo que consiste en Ditiotreitol (DTT); Ditioeritritol (DTE), Cisteína (Cys) y Tris[2-carboxietil]fosfina (TCEP).
Los agentes reductores se pueden usar a concentraciones que varían de 0,1 mM a 100 mM, de 1 mM a 25 mM, de 2 mM a 10 mM o aproximadamente 5 mM. Cuando se añaden a células suspendidas en tampón, el agente reductor está preferiblemente a una mayor concentración que la concentración final a la que se lisan las células. Preferiblemente, el detergente está a una concentración al menos 2 veces, 5 veces, veces o 100 veces superior.
Además del uno o más detergentes y agentes reductores, en una realización preferida, las células también se ponen en contacto con glicerol. Preferiblemente, la concentración de glicerol es al menos el 0,6% o varía del 0,6% al 20%, del 0,6% al 15%, del 0,6% al 12%, del 0,6% al 6%, del 0,6% al 3% o del 0,6% al 1%.
El pH de la solución puede variar de pH 2 a pH 12. Preferiblemente, la solución está a un pH que varía de pH 5,0 a pH 8,0. Más preferiblemente, el pH varía de pH 5,5 a pH 7,4, de pH 6 a 7,4, de pH 7,0 a 7,4 o es aproximadamente pH 7,3.
La recuperación de proteína de las células con la solución de la invención se puede realizar a una temperatura de 2ºC a 50ºC. Preferiblemente, la temperatura es de 2ºC a 30ºC, de 2ºC a 20ºC, de 2ºC a 10ºC, de 3ºC a 10ºC, aproximadamente 4ºC, aproximadamente 25ºC o es temperatura ambiente.
Las "células hospedadoras" son células que contienen una proteína de interés. Una "proteína de interés" es cualquier proteína presente en una célula hospedadora que se desea liberar de la célula hospedadora y, opcionalmente, aislar o purificar posteriormente. Preferiblemente, la proteína de interés es una proteína recombinante. En una realización preferida, la proteína de interés tiene un peso molecular de menos de 100 kD. En una realización preferida adicional, la proteína de interés tiene un peso molecular entre 5 y 75 kD, preferiblemente aproximadamente 50 kD. Las células hospedadoras pueden ser de cualquier tipo, preferiblemente de mamífero, bacterianas, de levadura, fúngicas, vegetales, aviares o de reptiles. Más preferiblemente, las células hospedadoras son células de levadura. En una realización particular, las células de levadura son de la especie Pichia pastoris.
Además de liberar proteínas de células hospedadoras, el proceso de la invención se puede usar para liberar otras moléculas de células hospedadoras que incluyen ácidos nucleicos, lípidos, vitaminas, moléculas pequeñas y otras moléculas o complejos moleculares obtenidos de células, citosólicos o de orgánulos.
Alternativamente, la presente invención se refiere a un método para liberar una proteína de interés de células hospedadoras que comprenden poner en contacto las células hospedadoras con un detergente, donde el detergente es dimetiltetradecilamina y que comprende además la etapa de añadir glicerol a las células hospedadoras.
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4. Breve descripción del dibujos
Las diversas características de la invención pueden comprenderse más completamente a partir de la siguiente descripción cuando se lee junto con el dibujo adjunto.
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Figura 1 Extracción de rBoNTA(Hc) con y sin DTT a 4ºC y 21ºC
La Figura 1 muestra el efecto del tiempo, temperatura y el agente reductor sobre la recuperación de una proteína de interés de una célula hospedadora.
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5. Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a un proceso para liberar una proteína, recombinante u otra, de una célula. Los métodos de la invención comprenden cuatro etapas básicas: ajuste de condiciones de solución voluminosa para conseguir un entorno permisivo, contacto de las células con un agente reductor antes, durante o después del contacto de las células con ciertos detergentes y, finalmente, aclaramiento del extracto para producir una fracción adecuada para formulación o procesamiento adicional.
En una realización particular, las condiciones de solución se ajustan por 1) sedimentación de la fracción celular seguido de resuspensión, 2) por intercambio de solución usando métodos de filtración, 3) por modificación directa de las condiciones de solución existentes o 4) mediante otros medios de intercambio de disolvente. Después, las células suspendidas en una solución apropiada se ponen en contacto con ciertos detergentes que provocan la alteración de la membrana celular permitiendo de este modo que los contenidos de la célula difundan a través de la pared celular y al medio extracelular. Después, los restos celulares se separan del extracto soluble por sedimentación, floculación, filtración, métodos cromatográficos u otros de separación.
En una realización preferida, las células de levadura, por ejemplo, Pichia pastoris tomadas directamente de un proceso de fermentación se concentran y después se cambian del medio de cultivo a una solución tamponada específica por filtración de flujo tangencial usando membranas microporosas. Después, las células concentradas y ajustadas en solución se ponen en contacto con detergente, dependiendo del tipo de la célula y las condiciones de solución. Además, la solución puede contener detergentes, tales como Triton X-100 o polioles, tales como glicerol, que mejoran el proceso de extracción. El extracto de moléculas intracelulares después se separa del sedimento insoluble remanente por filtración profunda, por ejemplo, usando tierra de diatomeas en una placa y una prensa de filtro de marco.
La permisibilidad de la solución depende del pH, temperatura, fuerza iónica, tiempo, concentración de células y la adición de ciertos componentes que mejoran la eficacia o la cinética de la alteración celular o la estabilidad molecular. El pH de la solución puede ser de pH 3 a 11, más preferiblemente de 5 a 8 o aproximadamente de 6,5 a 8,0. La temperatura puede variar de 2ºC a 50ºC, o más preferiblemente de 2ºC a 30ºC. La fuerza iónica puede variar de condiciones hipotónicas a hipertónicas, más preferiblemente cloruro sódico de 0,001 a 3000 mM u otra sal, dependiendo de las propiedades de la molécula diana deseada. En realizaciones preferidas, la fuerza iónica es inferior a 350 mM, inferior a 250 mM, inferior a 150 mM, inferior a 100 mM, inferior a 50 mM e inferior a 10 mM pero no inferior a 5 mM, 1 mM, 0,01 mM o 0,001 mM.
Las "células hospedadoras" son células que contienen una proteína de interés. Una "proteína de interés" es cualquier proteína presente en una célula hospedadora que se desea liberar de la célula hospedadora y, opcionalmente, aislar o purificar posteriormente. Preferiblemente, la proteína de interés es una proteína recombinante. Cuando la proteína de interés es una proteína recombinante, se puede producir mediante cualquier método conocido en la técnica. Típicamente, un gen que codifica la proteína recombinante que se desea se inserta en una molécula recombinante. Los polinucleótidos que constituyen el gen se pueden obtener mediante procedimientos convencionales conocidos en la técnica, tal como a partir de ADN clonado (tal como una "genoteca" de ADN), síntesis química, clonación de ADNc o por la clonación de ADN genómico o un fragmento del mismo, de una célula deseada como se describe en Sambrook, J., et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2ª Edición, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989).
Una vez que se ha aislado el gen que codifica la proteína recombinante, se inserta en un vector de clonación apropiado. Se puede usar un gran número de sistemas hospedadores de vector conocidos en la técnica. Los posibles vectores incluyen, pero sin limitación, plásmidos o virus modificados, suponiendo que el sistema de vector sea compatible con la célula hospedadora usada. Los vectores que se pueden usar incluyen, por ejemplo, un vector de clonación de E. coli, bacteriófagos tales como derivados de lambda, plásmidos tales como derivados de pBR322 o derivados del plásmido pUC. El vector de clonación se puede introducir en células hospedadoras por transformación, transfección, infección, electroporación, etc., de tal forma que se generan muchas copias de la secuencia génica.
La transformación de células hospedadoras con un vector de clonación que incorpora el gen permite la generación de múltiples copias del gen. Por lo tanto, el gen se puede obtener en grandes cantidades cultivando transformantes, aislando el vector de clonación de los transformantes y, cuando sea necesario, recuperando el gen insertado del vector de clonación aislado. Una vez que se han generado suficientes copias de la secuencia génica, el gen que codifica la proteína recombinante, o un fragmento funcionalmente activo u otro derivado del mismo, se puede insertar en una molécula recombinante apropiada. La molécula recombinante es un vector de expresión de polinucleótidos que contiene los elementos necesarios para la transcripción y traducción de la secuencia codificante de proteína insertada de la proteína recombinante. Preferiblemente, el vector de expresión también incluye un origen de replicación. Las señales de transcripción y traducción necesarias también se pueden suministrar por el gen nativo y/o sus regiones flanqueantes.
Una vez que se ha preparado una molécula recombinante, se inserta en una célula hospedadora aceptable que se desarrollará y dividirá para producir clones. Se puede utilizar una diversidad de sistemas de vector de célula hospedadora para expresar la proteína recombinante. Los sistemas de vector de célula hospedadora adecuados incluyen, por ejemplo, sistemas de expresión bacterianos, sistemas de células de mamífero infectados por un virus, tales como virus vaccinia o adenovirus, sistemas de células de insecto infectados por un virus tal como un baculovirus, microorganismos tales como levaduras que contienen vectores de levadura y bacterias transformadas con ADN de bacteriófago, ADN de plásmido o ADN de cósmido.
Las moléculas recombinantes que contienen el gen de interés se pueden identificar por amplificación por PCR del ADN plasmídico deseado o ARNm específico, hibridación de ácido nucleico, presencia o ausencia de funciones de gen marcador y expresión de las secuencias insertadas.
Las células hospedadoras, tales como células de E. coli, transformadas con un polinucleótido que codifica una proteína recombinante de interés, se pueden añadir directamente a un recipiente de reacción. Para purificar y recuperar la proteína recombinante, las células hospedadoras se concentran para formar una suspensión concentrada de células completas. Las células hospedadoras se pueden concentrar mediante cualquier método conocido en la técnica. Por ejemplo, las células hospedadoras se pueden centrifugar. La centrifugación elimina el agua de las células hospedadoras y concentra las células, formando una pasta celular. La centrifugación también separa las células hospedadoras del medio de cultivo. Las células hospedadoras pueden ser de cualquier tipo, preferiblemente de mamífero, bacterianas, de levadura, vegetales, aviares o de reptiles. Más preferiblemente, las células hospedadoras son células de
levadura.
Una vez que se ha obtenido una suspensión concentrada de células, las células se ponen en contacto con una solución de recuperación de proteína. La solución de recuperación de proteína comprende uno o más detergentes y uno o más agentes reductores, donde el detergente se selecciona entre el grupo que consiste en dimetildecilamina, dimetilundecilamina, dimetildidecilamina, dimetiltetradecilamina, dimetilhexadecilamina, óxido de dimetildecilamina, óxido de dimetilundecilamina, óxido de dimetildidecilamina, óxido de dimetiltetradecilamina y óxido de dimetiltridecilamina. Los detergentes se pueden usar a concentraciones que varían del 0,01% hasta su límite de solubilidad. Preferiblemente, la concentración de los detergentes varía del 0,05% al 5%, del 0,1% al 2% o es aproximadamente el 0,5% o el 1% de la solución total. Preferiblemente, los detergentes, justo antes de su adición a las células hospedadoras, son puras en al menos el 90%, al menos el 95% o al menos el 99%. En realizaciones preferidas, los detergentes a añadir tienen al menos 3 veces, al menos 5 veces, al menos 10 veces, al menos 50 veces, al menos 100 veces, al menos 200 veces la concentración final de los detergentes después de la adición y dilución en la suspensión celular.
En una realización particular, el uno o más agentes reductores son los agentes reductores que reducen enlaces disulfuro y/o mantienen restos sulfhidrilo en la forma reducida. Cualquiera de tales agente o agentes reductores se puede usar. En una realización preferida, el uno o más agentes reductores usados se seleccionan entre el grupo que consiste de Ditiotreitol (DTT); Ditioeritritol (DTE), Cisteína (Cys) y Tris[2-carboxietil]fosfina (TCEP).
Los agentes reductores se pueden usar a concentraciones que varían de 0,1 mM a 100 mM, de 1 mM a 25 mM, de 2 mM a 10 mM o aproximadamente 5 mM. Cuando se añaden a células suspendidas en tampón, el agente reductor está preferiblemente a una concentración mayor que la concentración final a la que se lisan las células. Preferiblemente, el detergente está a una concentración al menos 2 veces, 5 veces, 10 veces o 100 veces superior. La eficacia del agente reductor se puede determinar por titulación de los sulfhidrilos libres usando el reactivo de Ellman. Preferiblemente, el agente reductor es Ditiotreitol. Preferiblemente, la concentración del agente reductor es 5 mM. Preferiblemente, el agente reductor se añade al tampón de extracción justo antes de la adición del detergente seguido de incubación a 4ºC durante 12 horas. Sin embargo, el agente reductor se puede añadir antes o después del detergente. Preferiblemente, el agente reductor se añade antes de la adición del detergente. En otra realización, el detergente y agente reductor se añaden de forma conjunta. En otra realización, el detergente se añade antes del agente
reductor.
Además del uno o más detergentes y agentes reductores, en una realización preferida, las células también se ponen en contacto con glicerol. Preferiblemente, la concentración de glicerol es al menos el 0,6% o varía del 0,6% al 20%, del 0,6% al 12%, del 0,6% al 6%, del 0,6% al 3% o del 0,6% al 1%. Preferiblemente, el glicerol, justo antes de la adición a las células hospedadoras, es puro al menos en el 90%, al menos en el 95% o al menos en el 99%. En realizaciones preferidas, el glicerol a añadir es al menos 3 veces, al menos 5 veces, al menos 10 veces, al menos 50 veces, al menos 100 veces, al menos 166 veces la concentración final del glicerol después de la adición y dilución en la suspensión celular.
Preferiblemente, la solución está a un pH que varía de pH 5,0 hasta pH 6,0. Más preferiblemente, el pH varía de pH 5,5 a 7,4, de pH 6 a 7,4, de pH 7,0 a 7,4 o es aproximadamente pH 7,3.
La recuperación de la proteína de interés de las células con la solución de la invención se puede realizar a una temperatura de 2ºC a 50ºC. Preferiblemente, la temperatura es de 2ºC a 30ºC, de 2ºC a 20ºC, de 2ºC a 10ºC, aproximadamente 4ºC, aproximadamente 25ºC o a temperatura ambiente.
La cantidad de la solución de detergente y agente reductor de la invención usada por gramo de células puede variar ampliamente, por ejemplo, se puede usar cualquiera de 0,5 ml de solución de detergente y agente reductor por gramo de células a 20 ml por gramo. Preferiblemente se usan 2,5 - 5,0 ml de solución de detergente y agente reductor por gramo de pasta celular.
La cantidad de tiempo permitido para la lisis de las células después de poner en contacto dichas células con la solución de recuperación de proteína se puede determinar por el especialista en la técnica. Por ejemplo, se pueden incubar células en presencia de la solución de recuperación de proteína durante 40 minutos hasta 72 horas, preferiblemente 90 minutos, 150 minutos, 8 horas o 16-30 horas. También son apropiados tiempos más cortos y más largos. En general, la cantidad de tiempo se puede aumentar cuando la concentración de detergente es baja y disminuir cuando la cantidad de detergente es alta. Por ejemplo, una solución de recuperación de proteína con una concentración de detergente del 1% es eficaz después de 40 minutos, mientras que una solución de recuperación de proteína con una concentración de detergente del 0,1% se debe incubar durante 150 minutos o más. Para la recuperación óptima de la proteína, la cantidad exacta de tiempo necesario se puede determinar por un experimento de desarrollo en el tiempo simple a una concentración dada de detergente, donde la concentración de la proteína de interés liberada al medio se determina a lo largo del tiempo. Después de un cierto punto de tiempo no se observará ningún aumento adicional en la proteína liberada. Este punto de tiempo es el tiempo óptimo necesario para la lisis de las células con la concentración elegida de detergente.
Después de la lisis de las células, la solución se puede centrifugar para recoger restos celulares en el sedimento, dejando la proteína de interés liberada en el sobrenadante. El sobrenadante se puede procesar de acuerdo con métodos conocidos por los especialistas en la técnica para aislar y purificar adicionalmente la proteína de interés. Los métodos utilizados para aislar y/o purificar adicionalmente la proteína de interés dependen en gran medida de las características y propiedades de la proteína de interés particular y se tienen que determinar para cada proteína. En una realización particular, la proteína de interés tiene sulfhidrilos reactivos. En una realización particular, la proteína de interés, en su conformación nativa, tiene uno o más enlaces disulfuro. En una realización particular, la proteína de interés se purifica en una forma reducida, por ejemplo, con grupos sulfhidrilo libres. En una realización particular, la proteína aislada en una forma reducida se pliega después de la purificación en su conformación oxidada, nativa. Para métodos para plegar proteínas, véase Chaudhuri JB, Refolding recombinant proteins: process strategies and novel approaches, Ann N Y Acad Sci 1994 May 2; 721: 374-85.
En una realización preferida, el método de la invención se aplica a un proceso a gran escala para recuperar una biomolécula. Un proceso a gran escala es un proceso que implica grandes cantidades de biomasa de célula hospedadora. En realizaciones preferidas, la cantidad de biomasa procesada en un único lote de acuerdo con los métodos de la invención es de 1 kg a 50.000 kg, de 1000 kg a 20.000 kg, de 5000 kg a 10.000 kg o aproximadamente 40 kg, 100 kg, 1000 kg o 10.000 kg. En otra realización, la cantidad de biomasa es mayor de 1 kg, mayor de 40 kg, mayor de 100 kg, mayor de 1000 kg, mayor de 5000 kg, mayor de 10.000 kg o mayor de 20.000 kg. Las células hospedadoras generalmente están en caldo de fermentación al comienzo del proceso. Las células hospedadoras se concentran en el caldo de fermentación, por ejemplo, por centrifugación o filtración de flujo tangencial, después, el caldo de fermentación se intercambia con fosfato sódico 60 mM, NaCl 50 mM, EDTA 5 mM, pH 7,3 (tampón). El intercambio se puede realizar mediante cualquier medio conocido por el especialista en la técnica, por ejemplo, mediante filtración de flujo tangencial usando membranas de 0,45 \mum. La biomasa concentrada se puede mantener a un volumen constante mientras que se añade tampón a la biomasa a una velocidad igual a la velocidad a la que se eliminó el líquido de la biomasa por el proceso de filtración. Se puede usar un intercambio de tampón mayor del 50%, mayor del 60%, mayor del 70%, mayor del 80%, mayor del 90%, del 95%, mayor del 95% o aproximadamente del 100%. Preferiblemente, el intercambio es del 90% o más. Por ejemplo, para 7,6 litros de caldo de fermentación que contienen aproximadamente 3 kg de células, aproximadamente 27 l de tampón se pueden procesar como anteriormente, lo que da como resultado un intercambio de tampón >95%. La biomasa concentrada e intercambiada con tampón después se modifica por la adición del agente reductor, detergente y otros compuestos, por ejemplo, glicerol y tetradecildimetilamina hasta concentraciones de 5 mM, del 6,0% en peso final y del 0,5% en peso final, respectivamente. Los compuestos añadidos se pueden añadir por separado o mezclar y añadir de forma conjunta. También se pueden usar otras concentraciones, como se ha indicado anteriormente. Después, la mezcla se puede incubar con agitación. Esta incubación puede ser para cualquier tiempo y temperatura apropiada, por ejemplo, durante 14,5 horas a 19ºC. Las concentraciones reales de agentes reductores, detergentes, tiempo y temperatura para cualquier extracción dada se pueden determinar de forma sencilla por el especialista en la técnica. Después de la incubación, la fracción soluble de la mezcla contiene grandes cantidades de proteína, ácidos nucleicos, lípidos y otras moléculas restringidas previamente a la membrana celular y el citoplasma. La mezcla se puede centrifugar, por ejemplo, a 4000 x g durante 30 minutos. La fracción de sobrenadante se puede procesar adicionalmente entonces, por ejemplo, mediante filtración a través de un filtro de 1,2 \mum y 0,2 \mum en serie.
Alternativamente, la presente invención se refiere a un método para liberar una proteína de interés de células hospedadoras que comprende poner en contacto las células hospedadoras con un detergente, donde el detergente es dimetiltetradecilamina y que comprende además la etapa de añadir glicerol a las células hospedadoras.
Los siguientes Ejemplos ilustran la realización preferida del proceso de la presente invención y no limitan de ningún modo la memoria descriptiva y las reivindicaciones.
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6. Ejemplos 6.1 Liberación a gran escala de producto recombinante
Se concentró caldo de fermentación de Pichia pastoris (12,6 kg) que contenía el 24,4% de biomasa por peso en húmedo, que tiene una conductancia de 30,2 mS/cm y un pH de 4,86, hasta 7,6 l. Después, la biomasa concentrada se cambió a fosfato sódico 60 mM, NaCl 50 mM, EDTA 5 mM, pH 7,3 (tampón) por filtración de flujo tangencial usando 0,45 m^{2} de membrana de 0,45 \mum. La biomasa concentrada se mantuvo en 7,6 l mientras que se añadió tampón a la biomasa a una velocidad igual a la velocidad a la que se eliminó el líquido de la biomasa por el proceso de filtración. Aproximadamente 27 l de tampón se procesaron como anteriormente, lo que da como resultado un intercambio de tampón de >95%. La biomasa concentrada e intercambiada por tampón después se modificó por la adición de glicerol y tetradecildimetilamina, por separado, hasta concentraciones de 6,0 y 0,5 por ciento en peso final, respectivamente. Después, la mezcla se incubó con agitación durante 14,5 horas a 19ºC. En este punto, la fracción soluble de la mezcla contenía grandes cantidades de proteína, ácidos nucleicos, lípidos y otras moléculas restringidas previamente a la membrana celular y al citoplasma. Después, la mezcla se centrifugó a 4000 x g durante 30 minutos. Después, la fracción de sobrenadante se procesó adicionalmente por filtración a través de un filtro de 1,2 \mum y 0,2 \mum en serie. El extracto aclarado resultante contenía aproximadamente 15 g/l de proteína total y 0,8 g/l de la proteína heteróloga específica de interés. El extracto aclarado también contenía cantidades significativas de ácido ribonucleico, ácido desoxirribonucleico y lípidos obtenidos de células.
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6.2 Extracción de producto recombinante a lo largo del tiempo y a diferentes temperaturas
Se cambiaron células de Pichia pastoris a condiciones de tampón permisivas y se pusieron en contacto con tetradecildimetilamina (DMA-C14) al 0,5% y Triton X-100 al 1% y glicerol al 6%. Se tomaron muestras del sobrenadante en diversos momentos después de la incubación a diferentes temperaturas, 4ºC y 22ºC. Después se determinó la concentración de una proteína heteróloga específica (Bot B, o proteína rBoNTB/HC) por un método de HPLC específico para esa proteína. La heteróloga se libera con una mayor eficacia a lo largo del tiempo y a la mayor temperatura, aunque a las 25 horas, la cantidad de proteína liberada a las dos temperaturas era indistinguible cuando se usaron DMA C14 (tetradecildimetilamina), tritón y glicerol o DMA-C14 y glicerol. DMA C14 y Triton y DMA C14 fueron menos eficaces. Otras observaciones muestran que, glicerol, Triton X-100 o tampón en solitario no extrajo proteína a un nivel que fuera detectable.
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6.3 Recuperación no selectiva de biomoléculas intracelulares
Se cambiaron células de Pichia pastoris a condiciones de tampón permisivas y se pusieron en contacto con tetradecildimetilamina (DMA-C14) al 0,5% y glicerol al 6%. Se tomaron muestras después de la incubación y después del aclaramiento (centrifugación a baja velocidad y filtración de 0,2 \mum). La concentración de ARN, ADN, fosfolípidos y proteína total se midió usando kits de reactivo disponibles en el mercado. Después se determinó la concentración de una proteína heteróloga específica (rBoNTB/Hc) de interés mediante HPLC. Los resultados están en la Tabla 1.
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TABLA 1
1
Los datos muestran que se extrajeron ARN, ADN, fosfolípidos, una proteína heteróloga específica y proteína total no específica de las células. Esto muestra que el método no es selectivo y, por lo tanto, se puede aplicar de forma general a la recuperación en moléculas intracelulares de células microbianas. Los datos también muestran que el ADN, ARN y los lípidos se eliminan de forma sencilla de la fracción de proteína soluble del extracto de glicerol-DMA-C14 (compárese el extracto con el extracto aclarado). Esto es a diferencia de métodos de extracción de células mecánicos que dan como resultado la formación de suspensiones coloidales altas en contenido de ácido nucleico y lípidos. Tales materiales coloidales no se separan de forma sencilla de la fracción de proteína soluble y pueden complicar los métodos de purificación de proteína. O, por otro lado, limitar gravemente la recuperación de ADN, ARN, lípidos o moléculas similares si esas moléculas eran las moléculas de interés. Por tanto, la característica cuidadosa, de baja cizalla y no selectiva del método de permeabilización puede facilitar la recuperación de productos intracelulares no proteicos tales como ácidos nucleicos, lípidos y otras moléculas, que no se obtienen de forma sencilla de lisados mecánicos.
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6.3 Recuperación de biomoléculas intracelulares en presencia de un agente reductor
Se suspendieron células de P. pastoris que expresan la proteína rBoNTA (Hc) (350 g de biomasa/l de tampón de extracción) en una solución que contenía DMA-C14 al 0,5% (p/p) y glicerol al 6% (p/p) a pH 7,2. Después se incubó una muestra a 21ºC y una segunda muestra a 4ºC. Después se añadió ditiotreitol (DDT) a una tercera muestra a 4 mM y la muestra se incubó a 21ºC. Se añadió DTT a una cuarta muestra a 1 mM y la muestra se incubó a 4ºC. Las alícuotas se eliminaron de cada una de las cuatro muestras en los tres puntos de tiempo indicados (véase la Figura 1), las muestras se aclararon y la concentración de rBoNTA (Hc) se determinó por HPLC. Después, la concentración de rBoNTA (Hc) se representó como una función del tiempo para los cuatro tratamientos diferentes. Los datos se resumen en la Figura 1.
Aunque la invención se describe con detalle con referencia a realizaciones específicas de la misma, se entenderá que las variaciones que son funcionalmente equivalentes pertenecen al alcance de esta invención. De hecho, diversas modificaciones de la invención, además de las mostradas y descritas en este documento, serán evidentes para los especialistas en la técnica a partir de la anterior descripción y los dibujos adjuntos. Tales modificaciones tienen por objeto incluirse en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

1. Un método para liberar una proteína de interés de células hospedadoras que comprende poner en contacto las células hospedadoras con un agente reductor y un detergente, en el que el detergente se selecciona entre el grupo que consiste en: dimetildecilamina, dimetilundecilamina, dimetildidecilamina, dimetiltetradecilamina, dimetilhexadecilamina, óxido de dimetildecilamina, óxido de dimetilundecilamina, óxido de dimetildidecilamina, óxido de dimetiltetradecilamina y óxido de dimetiltridecilamina.
2. El método de la reivindicación 1, que comprende además la etapa de añadir glicerol a las células hospedadoras suspendidas.
3. El método de la reivindicación 2, en el que el detergente comprende una concentración final entre el 0,01 por ciento y el 10 por ciento.
4. El método de la reivindicación 2, en el que el glicerol comprende una concentración final entre el 0,6 y el 15 por ciento.
5. El método de la reivindicación 4, en el que el glicerol comprende una concentración final entre el 0,6 y el al 6 por ciento.
6. El método de la reivindicación 1, en el que el agente reductor se selecciona entre el grupo que consiste en Ditiotreitol (DDT); Ditioeritritol (DTE); Cisteína (Cys) y Tris[2 carboxietil]fosfina (TCEP).
7. El método de la reivindicación 6, en el que el agente reductor está a una concentración de 0,1 mM a 100 mM.
8. El método de la reivindicación 1, que comprende además la etapa de incubar la célula y la mezcla de detergente y agente reductor de 90 minutos a 24 horas.
9. El método de la reivindicación 8, en el que la incubación es de 8 horas a 24 horas.
10. El método de la reivindicación 1, que comprende además la etapa de incubar la célula y la mezcla de detergente y agente reductor a una temperatura entre 3ºC y 10ºC.
11. El método de la reivindicación 1, en el que las células hospedadoras son células de Pichia pastoris.
12. Un método para liberar una proteína de interés de células hospedadoras que comprende poner en contacto las células hospedadoras con un detergente, en el que el detergente es dimetiltetradecilamina y que comprende además la etapa de añadir glicerol a las células hospedadoras.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7229789B1 (en) * 2001-01-19 2007-06-12 N.V. Organon Methods and compositions for extracting proteins from cells
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ZA200502320B (en) 2002-09-20 2006-10-25 Pharmacia Corp Process for decreasing aggregate levels of pegylated protein
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DE10309691B4 (de) * 2003-02-28 2018-10-04 Hans-Knöll-Institut für Naturstoff-Forschung e.V. Gewinnung von löslichen Proteinen aus der Biomasse rekombinanter Mikroorganismen
US7935798B2 (en) * 2004-02-27 2011-05-03 Dow Global Technologies Llc Method for the extraction of intracellular proteins from a fermentation broth
US20060183889A1 (en) * 2005-01-04 2006-08-17 Bogoev Roumen A Alkyl phosphine detergent products and extraction processes
DE102005015005A1 (de) 2005-04-01 2006-10-05 Qiagen Gmbh Verfahren zur Behandlung einer Biomoleküle enthaltenden Probe
EP2889370A1 (en) 2007-12-11 2015-07-01 The Scripps Research Institute In vivo unnatural amino acid expression in the methylotrophic yeast Pichia pastoris

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5011915A (en) 1987-10-26 1991-04-30 Merck & Co., Inc. Process for purifying recombinant hepatitis antigens
US5407810A (en) 1993-08-20 1995-04-18 Genentech, Inc. Aqueous multiple-phase isolation of polypeptide
US7229789B1 (en) * 2001-01-19 2007-06-12 N.V. Organon Methods and compositions for extracting proteins from cells

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