KR0185330B1 - Method of manufacturing tumor necrosis factor in e. coli - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종양 괴사 인자 유전자의 발현 플라스미드와 쉐프롱 유전자 발현 플라스미드로 대장균을 동시에 형질전환시킨 후, 이 형질전환체를 배양하고 열충격을 주어 쉐프롱유전자를 발현시킨 후 종양괴사인자를 과량으로 발현시켜 용해성 종양괴사인자를 제조하는 방법에 관한 것이다.In the present invention, E. coli is transformed simultaneously with an expression plasmid of a tumor necrosis factor gene and a chaperone gene expression plasmid, followed by culturing the transformant and expressing the chaperone gene by thermal shock, thereby overexpressing the tumor necrosis factor. It relates to a method for producing a soluble tumor necrosis factor.

Description

대장균에서 용해성 인간 종양괴사인자(Tumor Necrosis Factor)의 제조방법Method for Preparation of Soluble Human Tumor Necrosis Factor in Escherichia Coli

제1도는 플라스미드 pACTNF와 pACM3S의 제조 과정이다.1 is the preparation of plasmids pACTNF and pACM3S.

제2도는 플라스미드 pOF39와 pACTNF의 모식도이다.2 is a schematic diagram of plasmids pOF39 and pACTNF.

제3도는 GroEL과 GroES가 함께 발현될 때(a)와 안될때(b)의 과량 발현되는 야생형 종양괴사인자와 변이체(M3S)의 용해도를 나타낸다. 여기서 T는 세포용출액 전체이고, S는 세포용출액의 상등액이고, P는 세포용출액의 펠렛이다.Figure 3 shows the solubility of overexpressed wild type tumor necrosis factor and variant (M3S) when GroEL and GroES are expressed together (a) and not (b). Where T is the whole cell eluate, S is the supernatant of the cell eluate, and P is the pellet of the cell eluate.

본 발명은 대장균(E. coli)에서 생물학적 활성을 갖는 용해성 인간 종양 괴사인자(Tumor Necrosis Factor ; 이하 TNF라고 약칭함)를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a soluble human tumor necrosis factor (hereinafter abbreviated as TNF) having biological activity in E. coli.

특히, 본 발명은 야생형 인간 TNF와 그의 변이체 M3S를 대장균에서 쉐프롱(Chaperones ; GroEL과 GroES)과 함께 발현시킴으로서 야생형 TNF와 그 변이체 M3S를 생물학적 활성이 있는 용해상태로 제조하는 방법에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a method of preparing wild-type TNF and its variants M3S in a biologically active state by expressing wild-type human TNF and its variants M3S together with Chefrons (GroEL and GroES) in E. coli.

종양 괴사 인자는 그람음성균의 세포벽 주성분인 리포다당류등의 자극에 의해 단핵세포와 대식세포등에서 분비되는 사이토카인의 일종으로서 생체내(in vivo) 및 생체외(in vitro)에서 여러 종류의 암세포들에 대해 세포증식 억제성 및 세포독성 효과를 갖는다(Playfair J. H. Taverne, J. in Tumor Necrosis Factor and Related Cytotoxins 192-205, 1987).Tumor necrosis factor is a kind of cytokine secreted by monocytes and macrophages by stimulation of lipopolysaccharide, the cell wall constituent of Gram-negative bacteria, and is applied to various types of cancer cells in vivo and in vitro. Have cytostatic and cytotoxic effects (Playfair JH Taverne, J. in Tumor Necrosis Factor and Related Cytotoxins 192-205, 1987).

종양 괴사 인자는 또한 항바이러스성 작용을 나타내고, 말라리아 감염에 대해 예방 효과를 지닌 것으로 알려져 있으며, 적용범위가 점점 확대되는 추세에 있다.Tumor necrosis factor also has antiviral action, is known to have a prophylactic effect against malaria infection, and the scope of application is increasing.

인간 TNF를 얻기 위하여 여러 가지 방법이 시도되어, 처음에는 인체내에서 분리정제하였으나 충분량을 얻을 수가 없었다. 그러나 최근에는 유전공학적 방법의 발달에 힘입어 대량생산이 가능하게 되었다.Various methods have been attempted to obtain human TNF, and at first, the purified product was separated and purified in human body, but a sufficient amount could not be obtained. Recently, however, mass production has become possible thanks to the development of genetic engineering methods.

인간 종양 괴사 인자의 유전자는 1984년에 대장균에 클로닝되어 발현되었으며, 젤리롤 토폴로지(jelly-roll topology)를 갖는 기다란 반-평행 베타 시이트 샌드위치(anti-parallel β-sheet sandwich) 구조를 갖고 있으며, 3중 대칭(3-fold symmetry)을 갖는 삼합체로 존재하며 다이설파이드 결합 1개를 갖고 있다(Aggarwal, B. B. et al., J. Biol. Chem. 260, 2345-2354, 1985).The gene of human tumor necrosis factor was cloned and expressed in E. coli in 1984, and has a long anti-parallel β-sheet sandwich structure with a jelly-roll topology, 3 It exists as a trimer with 3-fold symmetry and has one disulfide bond (Aggarwal, BB et al., J. Biol. Chem. 260, 2345-2354, 1985).

종양 괴사인자는 부작용 때문에 항암효과를 나타낼 수 있는 적정양을 투여할 수 없어 실제 암치료에 적용하기에는 어려움이 있다. 이에 단백질 변이를 통해 야생형 종양 괴사 인자 보다 항암효과는 증가되고 부작용은 감소된 종양 괴사인자 뮤테인을 만들려는 시도가 있어왔다.Tumor necrosis factor is difficult to apply to the actual cancer treatment because it can not administer the appropriate amount that can have an anticancer effect due to side effects. Protein mutations have been attempted to create tumor necrosis factor muteins with increased anti-cancer effects and reduced side effects than wild-type tumor necrosis factor.

본 발명자들은 이들 뮤테인중에서 종양괴사인자의 아미노산 서열 52, 56 번째의 세린, 타이로신을 각각 아이소류신과 페닐알라닌으로 치환하고 아미노산 말단에서 7개를 절단하여 뮤테인 M3을 제조하였다. 뮤테인 M3의 경우 천연형에 비해 30배 증가된 항암 효과를 보였다.The present inventors produced mutein M3 by substituting isoleucine and phenylalanine for serine and tyrosine at amino acid sequence 52 and 56th of tumor necrosis factor among these muteins, respectively. In the case of mutein M3, the anticancer effect was increased by 30 times compared to the natural type.

그러나 이 뮤테인 M3는 부작용도 야생형에 비해 4배나 크게 나타나고 있다. 이에 본 발명자들은 뮤테인 M3에서 29번째의 로이신을 세린으로 치환하여 M3의 높은 항암효과를 유지하면서 독성이 현저히 감소된 M3S를 얻어 이에 관하여 특허출원을 한 바 있다(특허출원 제95-2752호).However, the mutein M3 is four times more adverse than wild type. Accordingly, the present inventors have filed a patent application for obtaining the M3S which significantly reduced the toxicity while maintaining the high anticancer effect of M3 by replacing the 29th leucine in mutein M3 with serine (Patent Application No. 95-2752). .

인간 종양괴사인자를 제조할때 숙주로는 주로 대장균을 사용하는데, 대장균은 계대배양시간이 짧고, 배양조건이 간단하여 TNF의 대량생산에 가장 많이 쓰이고 있다.E. coli is mainly used as a host in the production of human tumor necrosis factor. E. coli is most frequently used for mass production of TNF due to its short passage time and simple culture conditions.

그런데 대장균에서 인간 TNF를 발현시키면 고형체(inclusion body)로 생성되므로 고형체로 얻어지는 TNF에서 생물학적 활성이 있는 TNF를 얻기 위해서는 다시 재구성(refolding)하여야 하는 등 번거로움이 따르며 계속되는 처리에 의해 수율이 떨어지게 된다.However, when the expression of human TNF in E. coli is produced as a solid body (inclusion body), the yield is reduced by the continuous process, such as re-folding to obtain a biologically active TNF from the TNF obtained as a solid body, the yield is reduced by the continuous treatment .

때에 따라서는 온도나 배지의 조성등 생육조건을 조절하면 고형체의 생성을 어느 정도 피할 수는 있으나, 아직까지 고형체 생성을 막을 수 있는 일반적인 조건은 알려져 있지 않다. 이에 본 발명자들은 인간 TNF 및 그 변이체 M3S를 대장균에서 용해상태로 제조하는 방법에 대해 연구한 결과, 쉐프롱(chaperon)단백질과 같이 발현시키면 용해성 인간TNF 및 그 변이체 M3S가 생성됨을 발견하고 본 발명을 완성하였다.In some cases, the growth conditions such as temperature and the composition of the medium can be avoided to some extent, but the general conditions for preventing the formation of solids are not known. Therefore, the present inventors have studied the method of preparing human TNF and its variant M3S in the dissolved state in E. coli, and found that when expressed together with chaperon protein, soluble human TNF and its variant M3S are produced. Completed.

본 발명의 목적은 인간 TNF 및 그의 변이체 M3S를 대장균에서 발현시킬때, TNF를 고형체가 용해상태로 발현시킴으로써 생물학적 활성을 지닌 용해성 TNF 및 그의 변이체 M3S를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for preparing soluble TNF and its variant M3S with biological activity by expressing TNF in a dissolved state when human TNF and its variant M3S are expressed in E. coli.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

생물체의 유전정보는 선상의 게놈 DNA에서 3차원 구조의 단백질로 유전정보가 전해지는 것이다. 최근까지는 이러한 정보전달에서 RNA 전사, RNA 성숙 및 단백질번역만을 중요한 것으로 생각해 왔으나 최근 연구에서 폴리펩타이드가 생물학적 활성을 갖기 위해서는 단백질 번역 후 수식 과정이 중요하다는 것이 밝혀졌다. 즉, RNA를 해독하여 만들어진 폴리펩타이드는 각각의 특성에 따라 수명과 변형되는 과정이 다르며, 세포내 조건에 의해 발현률이 조절되기도 한다.Genetic information of living organisms is the transmission of genetic information from linear genomic DNA to proteins of three-dimensional structure. Until recently, only RNA transcription, RNA maturation, and protein translation were considered important in this communication, but recent studies have shown that post-translational modifications are important for polypeptides to have biological activity. That is, polypeptides produced by deciphering RNA have different life spans and modification processes according to their respective characteristics, and expression rates may be controlled by intracellular conditions.

다양한 변형과정에서 폴리펩타이드의 접힘(folding)에는 보조인자(accessory factor)가 필요하며, 특히 쉐프롱이라는 특정 단백질이 번역후 수식과정에서 접힘에 중요 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 쉐프롱 단백질이 없으면 올바른 접힘이 일어나지 않으며, 올바른 접힘이 일어나지 않으면 단백질 분자들의 응집(aggregation)이 일어나 용해도가 감소되어 고형체가 되는 것이다. 쉐프롱은 원래 열충격 단백질(heat shock protein)로서, 열충격에 의해 발현이 증가하는 단백질이며, 고온에서 비정상 구조로 변해버린 폴리펩타이드를 다시 정상구조로 만들어 주는 기능을 한다.In various modifications, the folding of the polypeptide requires an accessory factor, and in particular, a particular protein called chaperone has been found to play an important role in folding during post-translational modification. Without the chaperone protein, the correct folding does not occur, and if the correct folding does not occur, aggregation of the protein molecules occurs, solubility is reduced and becomes a solid. Schaeffron is a heat shock protein, a protein whose expression is increased by heat shock, and functions to make a polypeptide that has changed to an abnormal structure at a high temperature again into a normal structure.

이 단백질은 대장균에서 생산될 수 있으며, 생체내와 생체외에서 재조합된 단백질의 용해도를 증가시키기도 한다고 보고 되었다.The protein can be produced in Escherichia coli and has been reported to increase the solubility of the recombinant protein in vivo and ex vivo.

쉐프롱단백질에는 GroEL이라는 열충격단백질60과 GroES라는 열충격단백질10의 2종류가 있으며, 이 단백질들은 상온에서도 발현되며, 열충격을받으면 그 발현이 증가되어 과량으로 발현되는 단백질들이다.There are two types of chaperon proteins, thermal shock protein 60 called GroEL and thermal shock protein 10 called GroES. These proteins are expressed at room temperature and are overexpressed due to increased expression when subjected to thermal shock.

GroEL은 K+의존성 ATPase로서 ATP를 가수분해하는 고분자량의 복합체이며 60KDa에 해당하는 14개의 소분자(Subunit)로 구성되며, 7개씩 2줄로 쌓여 있다. 특히, GroEL은 쉐프로닌(chaperonin)이라하며, GroES와 결합함으로써 기능을 가지게 된다.GroEL is a high molecular weight complex that hydrolyzes ATP as a K + dependent ATPase. It is composed of 14 subunits corresponding to 60KDa and is stacked in two rows of seven. In particular, GroEL is called chaperonin, and it functions by combining with GroES.

쉐프로닌은 리보좀 크기의 링모양의 올리고머로써 비정상 폴리펩티이드에 순차적으로 결합하였다가 ATP 가수분해 작용에 의해 방출됨으로서, 정상 폴리펩타이드로 올바르게 접히도록 한다.Cheppronin is a ribosome-sized ring-shaped oligomer that binds sequentially to abnormal polypeptides and is released by ATP hydrolysis to allow for proper folding into normal polypeptides.

GroE단백질들이 올바른 단백질접힘을 돕는데는 2가지 모델이 있다. 첫번째 모델은 쉐프롱이 새로 형성된 폴리펩타이드 사슬에 결합하여 직접 단백질의 형태구성에 관여 하는 것이고, 두번째 모델은 쉐프롱이 직접 올바른 접힘을 촉진하는 것이 아니고 단지 폴리펩타이드에 결합하여 비정상 폴리펩타이드끼리의 응집을 못하게 방지하는 것이다.There are two models in which GroE proteins help correct protein folding. The first model involves the chaperone binding to the newly formed polypeptide chain and directly involved in the morphology of the protein. The second model does not directly promote the correct folding of the chaperone, but only binds the polypeptide to prevent aggregation of abnormal polypeptides. To prevent.

쉐프롱은 단백질의 접힘에 중요역할을 할 뿐만 아니라 최근에는 GroEL과 GroES를 발현 시키고자 하는 다른 단백질들과 함께 과량발현(overexpression)시키면 원하는 단백질의 활성이 GroEL과 GroES단백질에 의해 증가된다는 보고가 있다.In addition to the important role Schafflong plays in the folding of proteins, it has recently been reported that overexpression with GroEL and other proteins intended to express GroES increases the activity of the desired protein by GroEL and GroES proteins. .

본 발명자들은 상기와 같은 보고에 착안하여 활성이 증가된 TNF와 변이체(M3S)를 얻고자 집중 노력한 결과 인간 종양 괴사 인자를 쉐프롱(GroEL과 GroES)과 동시 발현시키면 TNF가 고형체로 얻어지는 것이 아니고 대부분 용해된 상태로 얻어진다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다(Glenn E. Dale, et al., Protein Engineering vol.7 No.7 pp. 925-931, 1994; Arthur L. Horwich, et al., Cell, vol. 74, 909-917, Sept. 10, 1993; Johannes Buchner, et al., Biochemistry 1991, 30. 1586-1591; Alexander Gragerov, et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA vol. 4 pp. 10341-10344, Nov. 1992).Based on the above report, the present inventors focused their efforts on obtaining increased activity of TNF and variants (M3S). When TNF coexpresses human tumor necrosis factor with Chef (GroEL and GroES), most of the TNF is not obtained as a solid. The present invention was completed by finding that it was obtained in a dissolved state (Glenn E. Dale, et al., Protein Engineering vol. 7 No. 7 pp. 925-931, 1994; Arthur L. Horwich, et al., Cell 74, 909-917, Sept. 10, 1993; Johannes Buchner, et al., Biochemistry 1991, 30. 1586-1591; Alexander Gragerov, et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA vol. 4 pp. 10341-10344, Nov. 1992).

본 발명은 쉐프롱(GroEL과 GroES)을 야생형 TNF 또는 그 변이체 M3S의 유전자와 함께 발현시켜 용해성 TNF를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing soluble TNF by expressing the chaperones (GroEL and GroES) with the gene of wild type TNF or variant M3S thereof.

이하 본 발명을 좀 더 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

야생형 인간 TNF 또는 그 변이체 M3S 유전자를 플라스미드 벡터 pACYC184에 클로닝하여 pACTNF 또는 pACM3S를 제조한다. 플라스미드 pACYC184는 클로람페니콜에 대한 내성을 갖고 있는 유전자부위를 갖고 있으며, p15A 복제개시점(replication origin)을 갖고 있어서 ColE1 복제개시점을 갖고 있는 pBR322나 pUC19같은 벡터와 함께 존재할 수 있다. 이러한 플라스미드 pACYC184를 제한효소로 절단한 후 여기에 TNF유전자와 M3S 유전자를 갖고 있는 플라스미드를 삽입하여 각각 pACTNF와 응집 pACM3S를 얻는다.Wild-type human TNF or variant M3S gene is cloned into plasmid vector pACYC184 to prepare pACTNF or pACM3S. Plasmid pACYC184 has a gene region that is resistant to chloramphenicol and has a replication origin of p15A and can coexist with vectors such as pBR322 and pUC19 that have a ColE1 replication origin. The plasmid pACYC184 was digested with restriction enzymes, and then plasmids containing the TNF gene and M3S gene were inserted therein to obtain pACTNF and aggregated pACM3S, respectively.

단백질의 올바른 접힘을 도와주어 단백질의 응집을 막아주는 쉐프롱(GroE 오페론)과 암피실린에 내성을 갖게하는 유전자를 가지고 있는 플라스미드 pOF39는 유타대학교 메디칼센터로부터 입수하였다[Mol. Gen. (1986) 202 : 435-445].The plasmid pOF39, which has genes that make it resistant to protein aggregation by helping to fold proteins and prevents protein aggregation and resistance to ampicillin, was obtained from the University of Utah Medical Center [Mol. Gen. (1986) 202: 435-445.

대장균 BL21(DE3) 균주를 Hanahan방법에 의하여 pACTNF와 pOF39 또는 pACM3S와 pOF39로 형질전환시켜 각각의 형질전환체를 얻었다.E. coli BL21 (DE3) strains were transformed with pACTNF and pOF39 or pACM3S and pOF39 by Hanahan method to obtain respective transformants.

두개의 플라스미드를 갖고 있는 BL21(DE3)을 암피실린과 클로람페니콜이 있는 배지에서 37℃에서 초기 로그상(early log phase)까지 배양한 후, 온도를 42℃로 상승시켜 열충격을 주면 쉐프롱단백질이 발현된다.After culturing BL21 (DE3) containing two plasmids in the medium containing ampicillin and chloramphenicol from 37 ° C. to the early log phase, the temperature is raised to 42 ° C., and then the chaperon protein is expressed. .

다음 IPTG(isopropyl-β-D-thiogalactotypanoside, 최종 농도 0.5mM)로 유도하여 종양괴사 인자를 대량으로 발현시킨다.Next, it is induced by IPTG (isopropyl-β-D-thiogalactotypanoside, final concentration of 0.5 mM) to express a large amount of tumor necrosis factor.

이와 같이 쉐프롱을 먼저 발현시킨 후 종양괴사 인자를 발현시키면 야생형과 변이체 모두 95%이상 용해된 상태의 단백질로 얻어진다.Thus, when the chaperone is first expressed and then the tumor necrosis factor is expressed, both wild-type and variants are obtained as a protein in a dissolved state of 95% or more.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명한다. 아래 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로써, 본 발명을 한정하는 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The following examples are intended to illustrate the invention, not to limit the invention.

[실시예 1]Example 1

pT7-TNF의 제조Preparation of pT7-TNF

PCR을 이용하여 사람의 종양괴사인자-알파DNA를 cDNA도서관(cDNA library)으로부터 합성하여 각각 NdeI과 BamHI 효소로 이중절단을 실시하였다. 이를위한 발현 벡터 시스템은 T7 발현시스템을 가지며 T7유전자 융합 영역을 제거한 pT7-7(하바드 의과대학 생물화학과에서 입수가능함)을 이용하였다. pT7-7를 NdeI과 BamHI 효소로 이중절단 시켰으며, 상기된 두 효소에 의해 절단된 벡터와 종양괴사인자 DNA를 T4DNA리가제로 연결하여 발현 플라스미드 pT7-TNF를 얻었다.Human tumor necrosis factor-alphaDNA was synthesized from the cDNA library by PCR and double-cut with NdeI and BamHI enzymes, respectively. The expression vector system for this was used pT7-7 (available from the Department of Biochemistry, Harvard Medical School) having a T7 expression system and removing the T7 gene fusion region. pT7-7 was double-cleaved with NdeI and BamHI enzymes, and the expression vector plasmid pT7-TNF was obtained by linking the vector and tumor necrosis factor DNA cleaved by the two enzymes described above with T 4 DNA ligase.

[실시예 2]Example 2

pT7-M3S의 제조Preparation of pT7-M3S

실시예 1과 같은 방법으로 pT7-M3S를 제조한다. M3S는 TNF의 아미노산 서열에서 아미노 말단의 7개 아미노산이 제거되고 29번째 로이신이 세린으로, 52번째 세린이 아이소루이신으로, 56번째 타이로신이 페닐알라닌으로 치환된 변이체이다.PT7-M3S was prepared in the same manner as in Example 1. M3S is a variant wherein seven amino acids at the amino terminus are removed from the amino acid sequence of TNF and the 29th leucine is substituted with serine, the 52nd serine is substituted with isoleucine, and the 56th tyrosine is substituted with phenylalanine.

[실시예 3]Example 3

pACTNF와 pACM3S의 제조Preparation of pACTNF and pACM3S

플라스미드 pACYC184를 제한효소 BamHI과 HindIII으로 절단한 후 3.9 kb의 벡터 부분을 분리하였다. 또한 플라스미드 pT7-TNF와 pT7-M3S를 제한효소 BalII와 HindIII로 절단하여 야생형 종양 괴사인자(TNF)와 그 변이체(M3S) 유전자와 T7발현체계를 포함하는 약600bp의 DNA 절편을 분리하였다.The plasmid pACYC184 was digested with restriction enzymes BamHI and HindIII, and then a vector portion of 3.9 kb was isolated. In addition to separate a DNA fragment of about 600bp containing the wild-type tumor necrosis factor (TNF) and its variant (M3S) gene and the T 7 expression system by cutting the plasmid pT7-TNF and pT7-M3S with restriction enzyme BalII and HindIII.

플라스미드 pACYC184로부터 준비된 3.9kb의 벡터 부분에 플라스미드 pT7-TNF 또는 pT7-M3S에서 분리한 600bp DNA 절편을 T4DNA 리가제 효소를 이용하여 각각 연결하였다.To the 3.9 kb vector prepared from plasmid pACYC184, 600 bp DNA fragments isolated from plasmid pT7-TNF or pT7-M3S were linked using T 4 DNA ligase enzyme, respectively.

만들어진 각 플라스미드를 pACTNF와 pACM3S라고 명명하였다(제1도 참조).Each plasmid made was named pACTNF and pACM3S (see Figure 1).

[실시예 4]Example 4

형질전환체의 제조Preparation of Transformant

야생형 인간 TNF 발현 벡터인 pACTNF와 쉐프롱 발현 벡터인 pOF39로 동시에 대장균 BL21(DE3) 균주를 형질전환시켜 형질전환체를 얻었다.Transformants were obtained by transforming E. coli BL21 (DE3) strains simultaneously with pACTNF, a wild-type human TNF expression vector, and pOF39, a chaperone expression vector.

변이체에 M3S 발현벡터인 pACM3S와 쉐프롱 발현 벡터인 pOF39로 동시에 대장균 BL21(DE3) 균주를 형질전환시켜 형질전환체 Esherichia coli BL21 (DE3+pOF39+pACM3S)를 얻어 1995년 10월 17일에 한국종균협회에 기록하였다(수탁번호 제KCCM-10075호).Variant E.heri coli BL21 (DE3 + pOF39 + pACM3S) was transformed by simultaneously transforming E. coli BL21 (DE3) strain with the M3S expression vector pACM3S and the chaperone expression vector pOF39. Recorded in association (Accession No. KCCM-10075).

[실시예 5]Example 5

형질전환체의 배양Culture of transformants

암피실린과 클로람페니콜에 내성을 갖는 콜로니를 골라 내어 클로람페니콜과 암피실린이 함유된 LB 배양액에 접종하여 37℃에서 초기 로그상(early log phase)까지 배양한 후 42℃로 옮겨 30분간 배양하였다. GroEL과 GroES가 열충격으로 먼저 발현되었다.Colonies resistant to ampicillin and chloramphenicol were picked out, inoculated into LB culture medium containing chloramphenicol and ampicillin, incubated at 37 ° C. to an early log phase, and then incubated at 42 ° C. for 30 minutes. GroEL and GroES were first expressed in thermal shock.

IPTG를 최적농도가 0.5mM 되게 가하고 37℃에서 3시간 더 진탕 배양하여 TNF를 과량으로 발현시켰다.IPTG was added at an optimal concentration of 0.5 mM and shaken at 37 ° C. for 3 hours to express TNF in excess.

[실시예 6]Example 6

GroEL롸 GroES가 함께 발현될 때(a)와 안될 때(b) 과량 발현되는 야생형 TNF와 그 변이체 M3S의 용해도에 대한 실험Experimental Studies on Solubility of Wild-type TNF and Variants M3S Overexpressed When GroEL 롸 GroES Coexpressed (a) and Not (b)

배양액을 원심분리하여 대장균 펠렛을 얻은 후 10mM 인산나트륨 완충용액(pH 7.6)에 현탁하여 초음파 처리로 세포를 분쇄하였다.The culture solution was centrifuged to obtain E. coli pellets, suspended in 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.6), and the cells were pulverized by sonication.

분쇄된 세포용액을 다시 원심분리하여 상등액과 펠렛으로 분리하고, SDS-PAGE를 이용하여 GroEL과 GroES가 함께 발현되고 안될때 과량 발현되는 TNF와 M3S의 용해도 정도를 비교하여 표1의 결과를 얻었다(제3도 참조).The pulverized cell solution was again centrifuged and separated into a supernatant and a pellet, and the solubility of TNF and M3S that was overexpressed when GroEL and GroES were not expressed together using SDS-PAGE was compared. 3).

대장균에서 T발현체계를 이용하여 야생형 인간 종양괴사인자(TNF) 또는 그 변이체(M3S)를 발현시키면 야생형 인간 TNF는 약30%, 변이체 M3S는 약 60%가 고형체로 얻어진다. 생물학적 활성이 있는 야생형 인간 TNF 또는 그 변이체 M3S를 얻으려면, 고형체로 얻어진 TNF를 용해시키거나 다시 재구성 시켜야 한다.When E. coli expresses wild-type human tumor necrosis factor (TNF) or its variants (M3S) using T expression system, about 30% of wild-type human TNF and about 60% of variant M3S are obtained as a solid. To obtain wild type human TNF or variant M3S with biological activity, TNF obtained as a solid must be dissolved or reconstituted.

그러나 상기 실험결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의하면 생성되는 TNF 또는 그의 변이체는 95% 이상 용해된 상태로 제조되는 것을 알 수 있다.However, as can be seen from the above experimental results, it can be seen that according to the method of the present invention, the resulting TNF or a variant thereof is prepared in a dissolved state of 95% or more.

따라서 본 발명의 제조방법에 의하여 생성되는 TNF 또는 그의 변이체는 용해상태로 얻어지므로 재구성 과정이 필요없고, 또한 처음부터 바르게 접힌 생물학적 활성이 있는 상태로 얻어지므로 수율이 증가된다는 잇점이 있다.Therefore, since the TNF or a variant thereof produced by the preparation method of the present invention is obtained in a dissolved state, there is no need for reconstitution, and since it is obtained in a state where biological activity is correctly folded from the beginning, the yield is increased.

[서열 목록][Sequence list]

서열번호 : 1SEQ ID NO: 1

서열의 길이 : 157Length of sequence: 157

서열의 타입 : 아미노산Type of sequence: amino acid

토폴로지 : 선형Topology: linear

분자의 타입 : 펩티드Type of molecule: peptide

[서열 1][SEQ ID NO 1]

Claims (8)

종양 괴사 인자 유전자의 발현 플라스미드와 쉐프롱 유전자의 발현 플라스미드 (Chaperones ; GroEL과 GroES)로 숙주세포를 동시에 형질 전환시켜 이를 배양함으로써 종양 괴사 인자를 용해된 상태로 얻는 용해성 종양 괴사 인자의 제조 방법.A method for producing soluble tumor necrosis factor obtained by dissolving tumor necrosis factor in a dissolved state by simultaneously transforming host cells with expression plasmids of tumor necrosis factor gene and expression plasmids (Chaperones; GroEL and GroES). 제1항에 있어서, 종양 괴사 인자는 야생형 인간 종양 괴사 인자인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method of claim 1, wherein the tumor necrosis factor is a wild type human tumor necrosis factor. 제1항에 있어서, 종양 괴사 인자는 변이체 M3S인 것을 특징으로 하는 제조방법.The method of claim 1, wherein the tumor necrosis factor is variant M3S. 야생형 인간 종양 괴사 인자의 유전자를 함유한 플라스미드로 제2도의 개열지도를 갖는 발현 플라스미드 pACTNF.Expression plasmid pACTNF having a cleavage map of FIG. 2 with a plasmid containing a gene of wild type human tumor necrosis factor. 야생형 인간 종양 괴사 인자의 변이체 M3S의 유전자를 함유한 플라스미드로, 제2도의 pACTNF의 개열지도에서 야생형 TNF 대신 변이체 M3S의 유전자가 삽입된 발현 플라스미드 pACM3S.An expression plasmid pACM3S containing a gene of variant M3S of wild type human tumor necrosis factor, wherein the gene of variant M3S was inserted in place of wild type TNF in the cleavage map of pACTNF of FIG. 종양 괴사 인자 유전자의 발현 플라스미드 pACTNF와 쉐프롱 유전자의 발현 플라스미드 pOF39로 대장균 BL21(DE3)을 동시에 형질 전환시킨 형질 전환체.A transformant transformed with E. coli BL21 (DE3) simultaneously with the expression plasmid pACTNF of the tumor necrosis factor gene and the expression plasmid pOF39 of the chaperone gene. 종양 괴사 인자 유전자의 발현 플라스미드 pACM3S와 쉐프롱 유전자의 발현 플라스미드 pOF39로 대장균 BL21(DE3)을 동시에 형질 전환시킨 형질 전환체(수탁번호 제KCCM-10075호).A transformant transformed with E. coli BL21 (DE3) simultaneously with the expression plasmid pACM3S of the tumor necrosis factor gene and the expression plasmid pOF39 of the chaperone gene (Accession No. KCCM-10075). 제6항 또는 제7항의 형질전환체를 배양한 후 열충격을 주어 먼저 쉐프롱을 발현시키고, 다음 IPTG로 유도하여 종양 괴사 인자를 과량으로 발현시키는 것을 특징으로 하는 용해성 종양 괴사 인자의 제조 방법.The method of producing a soluble tumor necrosis factor, characterized in that the culture of the transformant of claim 6 or 7, and then subjected to thermal shock first to express the chaperone, and then induced by IPTG in excess of the tumor necrosis factor.
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