JPS62502615A - タンパク質の生産方法 - Google Patents

タンパク質の生産方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 タンパク質の生産方法 本発明はタンパク質、特に可溶性天然タンパク質の生産方法に関する。本発明は 特に、そのタンパク質を暗号化する遺伝子を含むベクターで形質転換した宿主細 胞により不溶性タンパク質の形で産出される可溶性天然タンパク質に関し、それ 自体組換DNA遺伝子工学を利用したタンパク質生産の分野に関する。
タンパク質はペプチド結合で連結されたアミノ酸鎖として存在する。タンパク質 の通常の生物学的活性型(以下天然型と呼ぶ)においては、鎖は熱力学的に有利 な三次元構造に折りたたまれており、その配座は水素結合、疎水性相互作用。
荷電相互作用などのような比較的弱い原子間力により保持されている。イオウ原 子間の共有結合はペプチド領内の分子内ジスルフィルド架橋のみならす、インス リンのような多量体タンパク質の個々のペプチド鎖の間を結ぶ分子間ジスルフィ ド架橋をも形成している。
現在、組換DNA技術の利用などにより異種遺伝物質を発現することのできる宿 主細胞を培養して大量生産の可能な商品価値の高いタンパク質は多数ある。しか し、一部の例とくに宿主細胞が大腸菌である場合においては、タンパク質は不溶 性タンパク質凝集物の形で宿主内で産生されこの形態では天然型のもつ機能活性 を発揮しないため、一般に商品としては役立たない。機能活性の欠如は多数の要 因によると思われるが、形質転換細胞により生産されたタンパク質はその天然型 と異なる配座で生成される可能性がある。これらは天然タンパク質の機能活性は 不要な余分の分子間ジスルフィド結合を分子内ジスルフィド結合のほかにもって いる。このようなタンパク質の三次元構造の変化は不溶化のみならずタンパク質 の生物学的活性の低下または消滅にも通ずる。
このようなタンパク質を天然の生物学的に活性な形にするために、タンパク質凝 集物は変形剤により可溶化される。生じた変性タンパク質と折りたたまれていな い個々のペプチド鎖を含む溶液は次に変性剤を除いたり変性条件を正常に回復し たりすることによりタンパク質を再生させポリペプチド鎖を溶液内で折りたたま せ天然の生物学的活性型に回復する。
公開国際特許出願FD83104418はキモトリプシン前駆体を活性型キモト リプシンの転換可能な形で生産するためのこのような方法を記載している。
しかし、全体または一部が折りたたまれていないタンパク質は通常折りたたみ粂 件下では不溶性なため、折りたたみは非常に希薄でかつ大量の溶液中で行うこと が必要となる。このような希薄溶液を大量に処置することはこの方法の工業化に 際して大巾な経費の上昇をもたらすはすである。
著者は今回折りたたまれているタンパク質を同相吸着材に可逆的に吸着させ、吸 着材に結合している間に吸着材に接している溶媒中の変性剤濃度を時間的に減ら してゆくことにより折りたたみを誘導し、続いて吸着材から溶離させることによ り天然型のタンパク質が生成することを発見した。このことは希薄な大量の溶液 中でのタンパク質の再折りたたみを不要にし、工業化への道を有利にする可溶性 天然タンパク質の生産方法を提供する。本方法はさらに異種のタンパク質または 異種の配座状態を分離する方法を提供する。本方法のその他の利点は以下に記載 してありタンパク質生産技術の熟練者には明解なものと思われる。本方法は組換 DNA技術により宿主内で不溶性タンパク質凝集物として生産されるタンパク質 に対して、有利に適用できるものと思われる。
本発明は、変性タンパク質の溶液をタンパク質と可逆的に結合する固相に接触さ せて変性タンパク質を固相と可逆的に結合させ、結合したタンパク質を固相と接 する溶媒中の変性剤濃度を時間的に徐々に減少させることにより再生させ、再生 したタンパク質を固相から天然の型で回収するという、タンパク質を天然型で生 産する方法から成る。
本発明の方法はたとえば不溶性タンパク質凝集物のような非天然型で生産される タンパク質辛てに適用できる。本発明は非天然型のタンパク質をたとえば可溶性 天然型タンパク質のような天然型へ転換するのに利用できる。本発明は特に、タ ンパク質がそれを暗号化する遺伝子を含むベクターにより形質転換された宿主細 胞内で不溶液性タンパク質の形で生産されるような、組換D N A技術により 生産されるタンパク質に適用できる。形質転換宿主細胞により不溶型で生産され る「組換」タンパク質の例としては、ブタ成長ホルモン、金属タンパク質分解酵 素組織抑制物質(TIMP)、メトプロキモジンのような不溶性キモジン前駆体 、免疫グロブリン、およびCATカルシトニンのようなCA T MQ合タンパ ク質(これらはみな細菌(たとえば大腸菌)や酵母(たとえばS 、 cere visiae)宿主細胞内で生産される)などがある。
タンパク質は適当な変性剤溶液中で変性させられる。変性剤溶液は変性タンパク 質を可逆的に結合させるために使う固相に合わせて選択される。変性剤は水溶液 中に含まれる形でよく、たとえば塩酸グアノシンの水溶液などがあるがより望ま しくは8M尿素など尿素がよい。
固相は変性タンパク質が可逆的に結合するものならば何でもよい。タンパク質は 可逆的共有結合により固相と結合することもある。あるいは固相がタンパク質吸 着剤となることもある。たとえばQ−セファロースやS−セファロース。
ファーマシア・モノQ FPLC,ファーマシア・モノ5FLPGのような寒天 またはその類似物、CM−セルロース。
DEAEセルロース、フォスフォセルロースのようなセルロース、あるいはアン バーライトなどのイオン変換樹脂などがあり、このうち特にCM−セルロースと ファーマレア・モノQ FLPCが望ましい。固相がイオン交換樹脂の場合、使 用する変性剤は通常タンパク質の吸着を促進するために低イオン強度のものとす ることは理解されるよう。
固相は、面のような連続固相でもよいができれは粒子の方がよい。より望ましく は同相はその中を変性溶液と溶媒が通過できるような固相粒子を含むカラムの形 にするとよい。
固相に結合したタンパク質の再生は、タンパク質の結合する固相に接する溶媒の 変性剤濃度を時間的に段階的に低下させることにより行われる。より有利な実施 法においては、固相に結合したタンパク質を溶媒勾配、より望ましくはタンパク 質の変性条件を開始とし天然条件を終了とする直線勾配で処理する。たとえば8 M尿素を開始濃度とし0M尿素を最終濃度とする尿素勾配が使用される。濃度勾 配の構成は通常直線勾配のような連続様式で少なくとも30分以上できれば60 分以上にわたる長時間かけて変化させる。溶媒勾配は結合タンパク質を含むカラ ム内を通過させるのが望ましい。
固相と接する溶媒は変性剤のほかに共役剤ジスルフィド結合形成および破壊試薬 、塩類などを含むこともある。これらの他の成分の濃度はタンパク質の再生過程 で自由に変えられる。
再生処理が終了した時点でタンパク質は固相から回収される。たとえば再生タン パク質はNa CQなどの塩勾配によりイオン交換樹脂から溶離回収される。
本発明は、本発明に従った方法で生産されるいかなるタンパク質をもその範囲に 含む。
本発明はさらに以下の実施例においてのみ具体的方法で記載されている。これら の実施例に示される結果は、本発明による一般的天然型タンパク質生産の実現性 を実証するものであることは理解されよう。
寒−i−然一」2 本実施例はモデルタンパク質の試験に関する。
[材料および方法] タンパク質:ウマチトクローム9はBDHより入手した。
雌鶏オバルミンはS igna (Σ)より入手した。ウシ膵蔵トリプシン抑制 物質(BPTI、R)−ラジロール)はB ayerAGから寄貝曽された。
イオン交換樹脂:カルボキシメタル(CM)セルロース樹脂およびジエチルアミ ノエチル(DEAE)セルロース樹脂はそれぞれWhatnan(ワットマン) のCM52およびDE52である。
タンパク質の変性:市販の乾燥天然タンパク質を適当な緩衝液を含む8M尿素中 に濃度5〜10nq/mQとなるように溶かすことによりタンパク質を変性させ た。溶液を15分間うo′Cに加温することによりオバルミンを確実に変性させ た。ジスルフィドも還元する場合は、ジチオスレイトールをうOrnMとなるよ うに添加した。尿素はBDHのA riStar等級品で、全尿素溶液は使用直 前に調製した。
タンパク質の固相上での再生: 適当な樹脂の小カラム(一般に径1.5CIll、長さ3c11)はタンパク質 を強固に吸着させるような適当な緩衝液で平衡化した。はとんどの場合これはI M EDTA含有1含有10〜1間01 変性タンパク質を装填する直前に、カラムを8M尿素を含む前記緩衝液数IQで 洗浄した。通常8M尿素211Qに変性タンパク質10〜20mg含むものをカ ラムに装填しな。
続いて吸着したタンパク質に折りたたみを起こさせるような緩衝液を通常直線勾 配で流し尿素を徐々に除き他のパラメーターを変化させた。次にタンパク質を適 当な塩勾配で溶離させ、溶出パターンを回置の未変性タンパク質のパターンと比 較した。流出速度は1.0〜3.31Ω/分の間で変動させた。
溶出液の280n Mにおける吸光度を連続的に測定し、200滴の分画(約1 3nQ)を収集した.チオールはEllIIlanの方法( A rch 、  B 1ochen+. B 1ophys. 8 2巻70頁(1959)によ り、活性BPTIはそのトリプシン阻害能力により(Kassell B, M ethods Engymo119巻 844頁(1970)活性を測定した。
活性測定は25°Cで行い、その他の全操作は室温にて行った。
(Myer Y、P、Biochenlistry 7巻 765頁<1968 )、Stellwagen E、Bioche+n1stry 7巻289頁( 1968>、低イオン強度にてCM−セルロースの小カラムに装填したところ樹 脂の上端より1〜21′nlの位置に結合したことが色により観察された。溶媒 の尿素濃度を8Mから0M尿素に至る直線勾配で徐々に低下させた。
吸着したタンパク質は塩濃度の上昇勾配により定量的に溶離させた。カラム上に 着色タンパク質はみとめられなくなり溶出パターンは未変性のチトクロームqの パターンと区別不能であった。同様の結果は折りたたまれていないチトクローム 9をカラム上端側3分の1の樹脂内に撹拌して分散させた場合にも得られた。
尿素を勾配により除々に除くのではなく、変性タンパク質の後にカラムに装填す る緩衝液から完全に除去した場合、タンパク質全体の約80%しか溶離されず、 残りはカラム上端に吸着されたままだった。実験のより詳細な点は、以下の第1 図の説明文に記載する。
第1図二〇M−セルロースに吸着させたウマチトクロームqの再生。全体を通じ ての緩衝液はO,IM)リスHCQ 、PH8,7,1mM EDTAである。
緩衝液1.0mlに溶かしたチトクロームCIO,O■(天然または8M尿素に よる変性物が存在)を同−緩衝液で平衡化したCM−セルロースカラムに装填し な。変性タンパク質に続いて尿素を緩衝液中8MからOM濃度に至る2 000 1+1直線勾配で流した。両タンパク質はNa CQのOMから1.0Mに至る 200m1直線勾配で溶離させた。掲載した溶出パターンは280nmの吸光度 で示されている。
b、オバルミン 変性オバルミンは変性剤を除くとその大半が沈澱することはよく知られている。
(S 1TOpsOn等、 J、 AI′tter 。
Chel 、 Sac、 75巻5139頁(195B)>、タンパク質は通常 、2個のアミノ酸残基の部分的リン酸化とプロテアーゼ分解により不均一であり 、主成分の2残基リン酸化分子種は可逆的に変化することがわかっている。
(A hn+adとS alahnddin 、B 1ochen+1stry  15巻5168頁(1976))、市販の不均一オバルミンがDEAEセルロ ースに吸着している間にチトクロームqに適用したのと同様の方法で再生した場 合、約50%の明らかに再生した分子が得られた(第2図)。実験のより詳細な 点は以下の第2図の説明文に記載する。
第2図:DEAEセルロースに吸着させた雌鶏オバルミンの再生。全体を通じて 緩衝液は20 m M l−リスHCQ 。
PH8,7とした。緩衝液2.Oml中にオバルミン20■を溶かしく天然物ま たは8M尿素による変性物が存在)、同−緩衝液で平衡化したDEAEセルロー スカラムに装填した。変性タンパク質に続き尿素の8MからOMに至る200m 1直線勾配をかけた。両タンパク質はNa CQ OMから0.5Mに至る2  00 ml直線勾配で溶出させた。
C,ウシ膵臓トリプシン抑制物質 一部のタンパク質は安定な折りたたみ配座をとるためにジスルフィド結合を形成 する必要があり、このことは折りたたみ過程の操作および解明を進めるのに役立 つ。この点に関し最も特徴的なタンパク質は3個のジスルフィド結合をもつBP TIである。8M尿素と50mMジチオスレイトールで還元したBPTIをCM −セルロースカラムに装填した。続いて各々負、中性、正に帯電したチオールお よびジスルフィド型のグルタチオン、メルカプトエタノール。
シスタミンの各濃度によってチオール/ジスルフィド酸化還元電位を様々に変え ながら、尿素濃度を直線勾配で除々に低下させた。その後タンパク質は塩勾配に より溶離させた(第3図)。
280nmにおけ吸光度によりタンパク質とジスルフィド試薬の両方を検知した 。チオールとBPTI)−リプシン抑制物(負活性)を測定した。これらの操作 によりチオールのジスルフィド試薬との(還元試薬を生成する)反応性と、天然 型類似の配座をもつ溶出タンパク質の割合を測定した。チオールおよびジスルフ ィド型のメルカプトエタノール、R3H,R35Rの濃度をそれぞれ一定、増加 、減少させつつ、尿素を直線勾配により緩衝液から除くと、少なくとも90%の BPTIをカラムから溶離できた。ジスルフィド試薬はタンパク質のジスルフィ ドを生成するために、またチオール試薬はタンパク質のジスルフィド再配置を補 助するために添加した。
生成物のR3H/R35R勾配の型に対する依存性はみちれなかった(第3b、 3c図)、シかし尿素濃度の減少勾配は必要であり、尿素を急激に除去するとご く一部のBPTILか回収されず大半は不活性型となった(第3d図〉、タンパ ク質の樹脂への吸着があまり強くないと推定される高イオン強度緩衝液を用いる と非常に高収量の正しく折りたたまれたBPTIが得られた(第4図)。
実験のより詳細な点は第3図と第4図の説明文に記載する。
第3図二〇M−セルロースに吸着させた還元BPTIの再生。各場合において、 8M尿素含有綬緩衝2 mlにBPTI 20■を溶かしたものを吸着させた。
Aは対照で、BPTIは還元せずに8M尿素に溶かしただけであり、BPTIは 折りたたまれたままでジスルフィドは無傷である。B、C,Dはう0mMジチオ スレイトールで還元したBPTIを使用しており、ジチオスレイトールはカラム に結合しない吸光物質である。A、B、Cではタンパク質の後に緩衝液中の尿素 濃度が8MからOMに至るまでの200 ml直線勾配を流した。Dでは後続の 緩衝液は尿素を全く含まず勾配をかけなかった。A、B、Dの勾配緩衝液には1 、Om Mヒドロキシエチルジスルフィド(RSSR)が一様に存在するが、C では8M尿素溶液のみに1.0mM存在しその後は除々に濃度が減少する。メル カプトエタノール(RSH)はBとDでは一様に0.1mM存在するが、Cでは 0M尿素溶液のみに0.1mM存在しその後は除々に濃度が増加する。タンパク 質は緩衝液のNa CQ濃度OMから0.6Mに至る200Φ(直線勾配で溶離 した。
AとBではこれらの溶液は1.OmM R55Rと0.1mM RSHを含むが 、Dでは1mM R55Rのみを含む。
全体を通じての緩衝液は10 m M )リスHCQ、(PH8,7)1mM  EDTAとした。実線は280nmの吸光度であり、R35Rとタンパク質の両 方の指標である。
第4図:0.IM)リスHCQ 、PH8,7,1mMEDTAを全体を通じて の緩衝液に使用することによる正しく再生したBPTIの収量の増加。条件はト リス濃度が10倍高い点を除き第3C図と同じである0、tた尿素勾配を通じて R55Rは一様に1.0mM存在するのに対し、RSH濃度はOMから1.0m Mへ直線的に上昇させた。
カラムから溶離しないようタンパク質は再度8M尿素と50 m Mジチオスレ イトールによる処理およびこれに続く再生、ジスルフィド形成過程をくり返すこ とにより回収できる。
多種多様な固相支持体が利用できる0本実施例ではその入手し易さとタンパク質 のクロマトグラフィーのおける多用により親水性イオン交換樹脂を用いたが、こ の他にも適当なりロマトグラフィー支持体は多数ある。タンパク質の樹脂への静 電的結合は折りたたみの大きな妨げにはならないと推定される。というのはいく つかのタンパク質のイオン化した基を修飾してもその折りたたみと安定性は実質 的に変化しないからである0球状タンパク質は一般に全てのイオン基がその表面 に存在する。非極性支持体は球状タンパク質の折りたたみに重要な疎水的相互作 用を阻害するものと推定されるが、膜タンパク質に対しては理想的と考えられる 。
使用する溶媒はタンパク質の固相支持体への吸着と折りたたみ条件の変化の両方 に適したものとする必要がある。
変性剤濃度以外のパラメーターにより、温度、PH,イオン強度、ジスルフィド 形成または破壊およびリガンド濃度などの折りたたみ条件を変えることができる 。特異的共役物質を溶媒に添加することによっても折りたたみ条件を変えること ができる。
イオン交換樹脂に吸着させた変性タンパク質はBPTIのチオール基の反応性で 示されるように少なくとも小さな試薬に対しても敏感である。ジスルフィド結合 形成は翻訳後修飾の1種であり、したがってグリコジル化、γ−カルボキシル化 、ヒドロキシル化などもまた可能である。このことから吸着させたタンパク質を 必要な試薬および酸素と接近させることが必要となる。
固相支持体に吸着させたタンパク質の凝集を最小にする方法は、固相支持体への タンパク質の結合に1ないし数個の共有結合性でかつ可逆的な結合を用いること である。
本実験に用いた細胞はプロキモジンを暗号化する遺伝子を含むプラスミドPCT 70をもつ大腸菌HB 101細胞である0本プラスミドとその誘導体の詳細な 英国特許第2100737B号に記載されている。
湿重量Logの細胞(HB 101/PCT70 )を50mM)リスHCQ  、PH8,0,1mM EDTA、50mM NaCQ 30+z+1中に懸濁 し、フレンチプレスに1250P、S、I (重量ボンド/平方インチ)で1回 通温させることにより溶菌させた。溶菌物を4℃で5分間、1200xgで遠心 分離しな、沈澱物をH2O”30m1に懸濁し再び前記同様に遠心分離した。洗 浄した沈澱物を20m M トリスHCQ、PH9,0,1mM MEDTA  8M尿素中に懸渇し30℃で30分間保温した。
1001111X 100ounのファーアマシア・モノQ FPLCカラムを 20mM エタノールアミン PH9,8M尿素にて平衡化した。プロキモジン 尿素懸濁液200μ党をカラムに装填し流速を0.5ml/分とした。20mM  エタノールアミン中尿素濃度8MからOMに至る直線減少勾配を流速0.5m l/分にて60分間にわなりカラムに流した。1rnlずつの分画を集めた0次 にカラムを20mM エタノールアミンP H9、0、10mlで洗浄し、20 mM エタノールアミンPH9,0中 Na CQ濃度OMからIMに至る直線 勾配で流速0.5ml/分にて60分間にわたり展開した。1mlずつの分画を 集めた。第5図は吸光度280nmで測定した本カラムの溶出パターンである。
第6図と第7図の説明文に記載したようにしてカラムがら集めた分画を、L a enui I iの方法(Nature 227巻689〜685頁(1070 ))に従ってSDS Image 12.5%アクリルアミドゲルに150Vに て4時間がけることにより分析した0本ゲルをクマシーブルーにて染色し、7. 5%酢酸にて脱色した後、銀染色した(Merril等、 5cience21 1巻1437頁(1981))。
a纜 実 施 例 3 金属プロテアーゼ組繊抑制物質(TIMP)本実験に用いた。tf[aはTIM Pを暗号化する遺伝子を含むプラスミドPMG461をもつ大腸菌E103S細 胞である。
プラスミドPMG461の誘導は今回共に請求した英国特許出願第860019 9号(1986年1月6日提出)に記載されている。
実験はプラスミドPCT70をもつ大腸菌HBIOIの代りにプラスミドPMG 461をもつ大腸菌E103Sを用いて、実質的に実施例2の記載に従って行っ た。
第8図に280nmの吸光度により測定したファマシア・モノQ FPLCカラ ムの溶出パターンを示す。
第6図と第7図の説明文に記載のようにしてカラムから集めた分画は実施例2の 記載に従って分析した。
火−」L−皿一」。
ブタ成長ホルモン 本実験に用いた細胞はプラスミドP M G 935をもつ大腸菌E1035S である。ブタ成長ホルモンを暗号化する遺伝子は公開欧州特許出願EP1049 20A (Biogen )とEP 111389A (Genetech )  ノ記載に従って誘導できる。
プラスミドPMG93うはPMG196の誘導体でブタ成長ホルモンを暗号化す る遺伝子をもつ、PMG196はPTrpプロモーターとT7終終了呼をもつ二 元起始発現ベクターである。P M G 1.96を作成するため、PMG15 由来のCol El起始点をもつXhoI−BarHI DNA断片をPMG4 11から分離したEco RI BamHI DNAFi片(Y arran  ton等、Gene 28巻 293〜300頁(1984))と、その唯一の B amH1部位に挿入された5alI Hind 111 DNA連結体をも つPCQ V2(Queen、 J、Mo Q 、 and 5ppl ied  、 Gene I。
2巻1〜10頁(1983> )由来のλDRとc l859をもツEcoR1 −5alI DNAUr片に連結した。生じたプラスミドをEcoRIとPst Iで開裂させ、PSCIOI起始点をもつD N A I!ft片をPSCIO I起始点をもつPMG168由来のEcoRI−PstI DNA断片で置換し た。本プラスミドがPMG1’71である。PMG171をBan+HIとPs tIで開裂させ、小DNA断片をPLT54由来のB allHI −Pstl 断片で置換した( E mtage等、PMAS USA80巻(198B)3 671〜3675頁)0本所片はPTrpとT7終終了呼をもち、生じたプラス ミドはP M G196である(Wright 等、印刷中)、PGHの遺伝子 をEcoRIとCIaIで部分的な開裂したベクターに挿入することによりPM G196内に構築し、連結して形質転換した後、アンピシリン抵抗性形質転換細 胞を30’C″′C−選別した。これらの形質転換細胞から分離したプラスミド がPM0935でありPTr pからPGHを発現する。
実験はプラスミドPCT70をもつ大腸菌HB 101の代りにプラスミドPM 0935をもつ大腸菌E103Sを用いて、実施例2の記載に従って行った。
第9図は28 Onl′Dにて測定したファーマシア・モノQFLPCの溶出パ ターンを示す。
第6図の説明文の記載に従ってカムラから集めた分画は実施例2の記載に従って 分析した。
FIG、 3 M23 4 5 678 94011 +2+3+415+6171819MF IG、 6 gta M2 3 4 5 6 78910 +112+317.l’1617 T81 9M国際調査報告 、hJI N三XTOτ:、x: INTEFLNATZONA、L S三A− R(HR三PORτ ON

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.変性タンパク質溶液を固相と接触させ変性タンパク質を固相と可逆的に結合 させ、結合したタンパク質を固相と接する溶媒中の変性剤濃度を時間的に徐々に 減少させることにより再生させることを特徴とし、再生タンパク質を固相から天 然の型で回収する、天然型タンパク質生産方法。
  2. 2.組成がタンパク質に対する変性条件にある起始点の溶媒からタンパク質に対 する天然条件にある終末点の溶媒まで変化する溶媒勾配により固相を処理する, 請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 3.溶媒勾配が直線勾配である請求の範囲第2項記載の天然型タンパク質生産方 法。
  4. 4.変性剤が尿素である請求の範囲第1項記載の方法。
  5. 5.溶媒勾配が開始濃度8M尿素から最終濃度OM尿素まで60分間かけて変化 する尿素勾配である,請求の範囲第3項記載の方法。
  6. 6.タンパク質が組換DNA技術により生産されるタンパク質であり、そのタン パク質を暗号化する遺伝子をもつベクターで形質転換した宿主細胞により不溶性 タンパク質の形で生産される,請求の範囲第1項記載の方法。
  7. 7.固相と接する溶媒が変性剤,共役物質,ジスルフィド形成および破壊試薬, 塩類の中から選ばれた1つ以上の成分を含む,請求の範囲第1項記載の方法。
  8. 8.固相と接する溶媒が尿素とジチオスレイトールを含む,請求の範囲第7頁記 載の方法。
  9. 9.固相吸着剤がイオン交換樹脂である,請求の範囲第1項記載の方法。
  10. 10.固相吸着剤がセルロースである,請求の範囲第1項記載の方法。
  11. 11.固相吸着剤が寒天またはその類似物質である,請求の範囲第1項記載の方 法。
  12. 12.再生タンパク質を塩溶液での溶出によりイオン交換カラムから回収する, 請求の範囲第1項記載の方法。
  13. 13.請求の範囲第1項記載の方法により生産される全てのタンパク質。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3611817A1 (de) * 1986-04-08 1987-10-15 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren zur renaturierung von proteinen
US5179199A (en) * 1986-10-20 1993-01-12 Genzyme Corporation Protein purification
US4929700A (en) * 1987-04-16 1990-05-29 Cetus Corporation Production of purified, biologically active, bacterially produced recombinant human CSF-1
CA1339757C (en) * 1987-04-16 1998-03-17 Robert F. Halenbeck Production of purified biologically active, bacterially produced recombinant human csf-1
CA1305285C (en) * 1987-04-21 1992-07-14 Malcolm Roy Brandon Production of proteins in active forms
AU621051B2 (en) * 1987-04-28 1992-03-05 Amgen, Inc. Method for purifying granulocyte-macrophage colony stimulating factor
US4931543A (en) * 1987-05-11 1990-06-05 Cetus Corporation Process for recovering microbially produced interleukin-2
US5759815A (en) * 1988-02-11 1998-06-02 Creative Biomolecules, Inc. Production of platelet derived growth factor (PDGF) an muteins thereof
DK580789D0 (da) * 1989-11-20 1989-11-20 Novo Nordisk As Fremgangsmaade til oprensning af polypeptider
GB8927546D0 (en) * 1989-12-06 1990-02-07 Ciba Geigy Process for the production of biologically active tgf-beta
US5288931A (en) * 1991-12-06 1994-02-22 Genentech, Inc. Method for refolding insoluble, misfolded insulin-like growth factor-I into an active conformation
US5151501A (en) * 1991-12-20 1992-09-29 American Cyanamid Company Method for solubilization and naturation of somatotropins utilizing sulfolane
KR100310739B1 (ko) * 1993-02-04 2002-05-30 알란 스코브 단백질재생을위한개선된방법
SG49862A1 (en) * 1993-08-04 2002-03-19 Ucp Gen Pharma Ag High molecular weight desulphatohirudin
US5663304A (en) * 1993-08-20 1997-09-02 Genentech, Inc. Refolding of misfolded insulin-like growth factor-I
WO1995032216A1 (en) * 1994-05-25 1995-11-30 University Of Nebraska Board Of Regents Biologically active glycoprotein hormones produced in procaryotic cells
TW517059B (en) 1994-07-25 2003-01-11 Ciba Geigy Ag New process for the production of biologically active protein
US5714371A (en) * 1995-05-12 1998-02-03 Schering Corporation Method for refolding insoluble aggregates of hepatitis C virus protease
EP0840745A2 (en) * 1995-07-21 1998-05-13 Amgen Inc. Process for protein refolding by means of buffer exchange using a continuous stationary phase capable of separating proteins from salt
US6031075A (en) * 1996-02-05 2000-02-29 Children's Hospital Medical Center Mature alveolar SP-B and a process for producing the same
ZA9711733B (en) 1996-12-31 1998-07-01 Monsanto Co Method for solubilization and naturation of somatotropins
US7060460B2 (en) * 2001-10-03 2006-06-13 Boehringer Ingelheim Austria Gmbh Method for reconstituting a recombinant protein to its biologically active form
US20040072262A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-15 Montero-Julian Felix A. Methods and systems for detecting MHC class I binding peptides
WO2004085611A2 (en) * 2003-03-21 2004-10-07 The Research Foundation Of State University Of New York Model for mutually exclusive domain folding molecular switch
JP2012531428A (ja) 2009-06-25 2012-12-10 アムジエン・インコーポレーテツド 哺乳類以外の系で発現されるタンパク質の捕獲精製プロセス
US10457716B2 (en) 2014-08-06 2019-10-29 University Of Notre Dame Du Lac Protein folding and methods of using same

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU561343B2 (en) * 1981-10-19 1987-05-07 Genentech Inc. Human immune interferon by recombinant dna
ZA83768B (en) * 1982-03-01 1983-10-26 Hoffmann La Roche Homogeneous human immune interferon and process therefor
EP0111814A3 (en) * 1982-12-16 1985-08-14 Mgi Pharma, Inc. The cloning and expression of nucleotide sequences encoding bovine growth hormone
GR79124B (ja) * 1982-12-22 1984-10-02 Genentech Inc
DE122080T1 (de) * 1983-03-25 1985-05-23 Celltech Ltd., Slough, Berkshire Verfahren zur herstellung eines proteins.
ZA846554B (en) * 1983-09-20 1985-04-24 Hoffmann La Roche Immune interferon and method for its purification
JPS6079000A (ja) * 1983-10-04 1985-05-04 Takeda Chem Ind Ltd ヒトγ型インタ−フエロン単量体の製造法
US4568488A (en) * 1984-01-11 1986-02-04 Lee Huang Sylvia Reverse immunoaffinity chromatography purification method
US4572798A (en) * 1984-12-06 1986-02-25 Cetus Corporation Method for promoting disulfide bond formation in recombinant proteins
US4659568A (en) * 1985-02-27 1987-04-21 American Cyanamid Company Process for solubilization, purification and characterization of protein from insoluble protein aggregates or complexes and compositions of matter therefrom
DE3515252C2 (de) * 1985-04-27 1994-02-24 Roehm Gmbh Verfahren zur Immobilisierung gelöster Eiweißstoffe
US4766224A (en) * 1985-08-19 1988-08-23 International Minerals & Chemical Corp. Purification and activation of proteins from insoluble inclusion bodies
US4656255A (en) * 1985-09-09 1987-04-07 International Minerals & Chemical Corp. Protein recovery
US4766205A (en) * 1985-11-13 1988-08-23 Beatrice Companies, Inc. Method for isolation of recombinant polypeptides in biologically active forms

Also Published As

Publication number Publication date
EP0221114A1 (en) 1987-05-13
AU5664886A (en) 1986-10-23
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US4977248A (en) 1990-12-11
EP0221114B1 (en) 1989-12-13
WO1986005809A1 (en) 1986-10-09
DE3667489D1 (de) 1990-01-18
AU593548B2 (en) 1990-02-15

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