KR20000066106A - Process for Preparing Immobilized Urokinase by Semi-covalent Binding - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided is a preparation method of immobilized urokinase for obtaining a target protein economically from recombinant protein which is expressed as fusion protein type being cleaved by urokinase. CONSTITUTION: A method for preparation of immobilized urokinase to adsorption resin by semi-covalent bond comprises the following steps: adding 0.05-1.0 mg of urokinase per 1 ml of hydroxylapatite resin suspended in buffer solution; stirring them; adding bovine serum albumin to the produced hydroxylapatite resin wherein urokinase is adsorbed; stirring them and followed by washing them with buffer solution; adding 2-30 micro/ml of glutaraldehyde to the produced hydroxylapatite resin where urokinase and bovine serum albumin are adsorbed and stirring them, followed by washing them with buffer solution. Wherein the buffer solution is 20-50 mM of Tris.HCl and of which pH is 7.0-90 and stirring is proceeding at 1-10°C for 10-100 minutes.

Description

반공유적 결합을 이용한 고정화 유로키나제의 제조방법{Process for Preparing Immobilized Urokinase by Semi-covalent Binding}Process for Preparing Immobilized Urokinase by Semi-covalent Binding}

본 발명은 고정화 유로키나제의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 유로키나제에 의해 절단될 수 있는 융합단백질 형태로 발현된 재조합 단백질로부터 목적 단백질을 경제적으로 수득하기 위한 고정화 유로키나제의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing immobilized urokinase. More specifically, the present invention relates to a method for preparing immobilized urokinase for economically obtaining a target protein from a recombinant protein expressed in the form of a fusion protein that can be cleaved by urokinase.

유전공학의 발달과 함께, 재조합 미생물을 이용하여 필요한 단백질을 제조하는 방법이 급속도로 발전하여 왔다. 그러나, 일반적으로 유전자 재조합 기술로 발현된 단백질 생산물은 아미노 말단에 그 단백질 생산물의 유전자가 지정하는 아미노산 서열 이외에 추가로 N-포르밀 메티오닌(N-formylmethioine, 이하, 'for-Met'이라 함)을 가지는 비천연형의 재조합 단백질이 만들어지며, 대장균의 경우도 예외는 아니다. 재조합 단백질은 인체내의 단백질과 동일한 구조를 가지지 못하므로, 체내 투여를 목적으로 하는 치료제용 재조합 단백질을 대장균으로부터 발현하여 생산할 경우, for-Met은 숙주로부터 예기치 못했던 면역반응을 유발시키거나, 단백질 자체가 불안정하여 기능을 완전히 수행하지 못하기도 하였다. 예를 들어, 사람의 뇌하수체에서 분비되며 아미노 말단이 페닐알라닌-프롤린-트레오닌(Phe-Pro-Thr)으로 시작되는 191개의 아미노산으로 구성된 인간성장호르몬은 유전자 재조합 방법으로 제조되어 왜소증의 치료에 사용되고 있다. 그러나, 상기의 재조합 인간성장호르몬에는 191개의 아미노산 이외에도 아미노 말단에 메티오닌이 제거되지 않은 채 남아 있는 경우가 많으며, 이러한 메티오닌이 부가된 인간성장 호르몬에 의해 예기치 못했던 항체형성이 유발된다는 보고가 있었다.With the development of genetic engineering, methods for producing necessary proteins using recombinant microorganisms have been rapidly developed. In general, however, a protein product expressed by genetic recombination technology, in addition to the amino acid sequence designated by the gene of the protein product at the amino terminus, further contains N-formylmethioine (hereinafter referred to as 'for-Met'). Eggplants produce non-natural recombinant proteins, and E. coli is no exception. Recombinant protein does not have the same structure as the protein in the human body, so when the recombinant recombinant protein for body administration is produced by E. coli, for-Met will cause an unexpected immune response from the host, or the protein itself It was unstable and could not fully function. For example, human growth hormone composed of 191 amino acids secreted by the human pituitary gland and whose amino terminus starts with phenylalanine-proline-threonine (Phe-Pro-Thr) has been produced by genetic recombination and used in the treatment of dwarfism. However, in the recombinant human growth hormone, in addition to 191 amino acids, methionine is often left unremoved at the amino terminus, and there have been reports of unexpected antibody formation caused by human growth hormone added with methionine.

따라서, 이러한 재조합 단백질의 문제를 해결하기 위하여 다양한 방법들이 개발되어 왔으며, 예를 들면, 재조합 단백질을 숙주세포 밖으로 분비되는 과정에서 메티오닌이 절단되도록 하는 방법(참조: EP 008832, USP 4,755,464)이나, 재조합 단백질의 아미노 말단에 위치하는 메티오닌만을 선택적으로 절단하는 효소인 아미노펩티다제(methionine aminopeptidase)를 이용하여 천연형의 단백질을 제조하는 방법이 제시되었다(참조: WO 86/01229, WO 86/204527, EP6296695, USP 5,569,598). 그러나, 이 방법에 의하면 재조합 단백질을 비교적 간단하게 천연형의 단백질로 전환시킬 수는 있었으나, 전기 아미노펩티다제가 재조합 단백질에 작용하여 천연형의 단백질로 전환시키기 위해서는, 아미노 말단의 메티오닌만을 제거하고 절단반응을 정지하여야 하며, 소량만으로도 재조합 단백질을 천연형의 단백질로 전환할 수 있어야 함은 물론, 아미노펩티다제의 메티오닌 제거활성이 메티오닌 다음에 오는 인접 아미노산의 종류에 크게 영향을 받는다는 단점과, 전기 효소의 불완전한 반응으로 아미노 말단의 메티오닌이 제거된 단백질과 제거되지 않은 단백질이 공존하게 되는데, 이 두 가지의 단백질은 물리 화학적 성질이 매우 유사하므로 이로부터 아미노 말단의 메티오닌이 제거된 단백질만을 분리하기가 상당히 어렵다는 문제점을 내포하고 있었다.Therefore, various methods have been developed to solve the problem of the recombinant protein, for example, a method for causing methionine to be cleaved in the process of secreting the recombinant protein out of the host cell (see EP 008832, USP 4,755,464) or recombinant A method for preparing a native protein using a method of aminopeptidase, which is an enzyme that selectively cleaves only methionine located at the amino terminus of a protein, has been proposed (see WO 86/01229, WO 86/204527, EP6296695, USP 5,569,598). However, this method was able to convert the recombinant protein into a naturally occurring protein relatively simply. However, in order for the aminopeptidase to act on the recombinant protein and convert it into a native protein, only the amino terminal methionine was removed and cleaved. It is necessary to stop the reaction and convert the recombinant protein into a native protein in a small amount, and the disadvantage that the methionine removal activity of the aminopeptidase is greatly influenced by the type of adjacent amino acid following methionine, The incomplete reaction of the enzyme results in the coexistence of the amino methionine-removed and non-removed proteins.The two proteins have very similar physicochemical properties. Contains the problem of being quite difficult There.

한편, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법으로, 발현시킬 목적단백질의 아미노 말단에 특이성을 부여할 수 있는 아미노산 서열을 특정 단백질 분해 효소의 절단부위를 매개로 연결하는 방법(참조: WO 89/12678, EP 20209, EP321940)이 제시되었다. 이러한 융합 단백질을 매개 서열에 특이성을 갖는 효소로 절단하였을 경우, 절단되지 않은 융합단백질과 절단되어 생성된 정상적인 아미노말단을 갖는 목적 단백질은 두 물질의 성질 차이로 쉽게 분리가능하며, 이 경우 최종 정제물의 아미노말단의 동일성도 더욱 확실해진다. 그러나, 이때 발현된 융합 단백질로부터 목적 단백질을 절단하기 위해서는 고가의 효소를 지속적으로 생산에 투여해야만 하며, 또한 이 단계가 단백질을 대량으로 생산하는 공정에 있어서 생산단가 및 최종 정제되는 단백질의 순도와 수율에 영향을 미치는 가장 중요한 인자 중의 하나이므로, 상술한 바와 같은 종래의 절단방법으로는 경제적인 대량생산에 문제점이 발생하는 바, 당업계에서는 효소의 재사용을 위한 고정화 효소의 제조방법을 개발하여야 할 필요성이 대두되어 왔다.On the other hand, in order to solve this problem, a method of linking an amino acid sequence capable of conferring specificity to the amino terminus of a protein to be expressed through a cleavage site of a specific proteolytic enzyme (see WO 89/12678, EP 20209, EP321940). When such a fusion protein is cleaved with an enzyme having specificity to the mediated sequence, the target protein having an uncleaved fusion protein and a normal amino terminal generated by cleavage can be easily separated by the difference in properties of the two substances, in which case the final purified The identity of the amino terminus is further ensured. However, in order to cleave the target protein from the expressed fusion protein, an expensive enzyme must be continuously administered to the production, and this step is a production cost and the purity and yield of the final purified protein in the process of mass production of the protein. Since it is one of the most important factors affecting the conventional cutting method as described above, there is a problem in economical mass production, and there is a need in the art to develop a method for preparing an immobilized enzyme for reuse of enzyme. This has been emerging.

특히, 목적 단백질의 아미노말단을 글루타티온-S-전이효소(GST)단편과 유로키나제 절단인식 부위를 매개로 연결한 융합 단백질을 이용하여 목적 단백질을 대량생산하기 위한 노력이 계속되었으나, 상기의 융합 단백질로부터 목적 단백질을 절단하는데 이용되는 유로키나제가 고가이므로, 전기 효소의 재사용 없이는 인간 성장호르몬 등 목적 단백질의 경제적인 생산을 기대할 수 없었다. 따라서, 고정화 유로키나제의 제조방법을 개발하여야 할 필요성이 끊임없이 대두되어 왔다.In particular, efforts have been made to mass-produce a target protein using a fusion protein in which the amino terminal of the target protein is linked to a glutathione-S-transferase (GST) fragment and a urokinase cleavage site. Since urokinase used to cleave a target protein is expensive, economic production of a target protein such as human growth hormone could not be expected without reuse of the enzyme. Therefore, the need to develop a method for producing immobilized urokinase has been constantly emerging.

이에, 본 발명자들은 인간 성장호르몬의 아미노말단을 GST단편과 유로키나제 절단인식 부위를 매개로 연결한 GST-UK-hGH를 이용하여 인간 성장호르몬을 경제적으로 대량생산하기 위한 고정화 유로키나제의 제조방법을 개발하고자 예의 연구노력한 결과, 유로키나제를 흡착수지에 반공유결합적으로 고정시켜 고정화 유로키나제를 제조하고, 전기 효소를 재사용함으로써 경제적으로 융합 단백질로부터 목적 단백질을 절단해 낼 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have attempted to develop a method for producing immobilized urokinase for economically mass production of human growth hormone using GST-UK-hGH which connects the amino terminal of human growth hormone to a GST fragment and a urokinase cleavage recognition site. As a result of intensive research, the present invention has been made by semi-covalently immobilizing urokinase to the adsorption resin to prepare immobilized urokinase, and it is possible to economically cleave the target protein from the fusion protein by reusing the electric enzyme. It became.

결국, 본 발명의 주된 목적은 반공유결합적으로 유로키나제를 고정화시켜 고정화 유로키나제를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.After all, the main object of the present invention is to provide a method for producing immobilized urokinase by immobilizing urokinase semi-covalently.

도 1은 하이드록실아파타이트(hydroxylapatite)에 흡착된 유로키나제와 우혈청알부민(BSA)의 글루타르알데히드(glutaraldehyde) 농도에 따른 교차연결(cross-linking) 정도와 고정화 유로키나제의 비활성을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the degree of cross-linking and inactivation of immobilized urokinase according to the concentration of glutaraldehyde of urokinase and bovine serum albumin (BSA) adsorbed on hydroxylapatite.

도 2는 반공유적(semi-covalent) 결합방법으로 고정화된 유로키나제의 장기간 안정성을 야생형 유로키나제(free urokinase)와 비교한 그래프이다.Figure 2 is a graph comparing the long-term stability of the urokinase immobilized by the semi-covalent binding method with the wild type urokinase (free urokinase).

도 3은 공유적(covalent) 결합방법으로 고정화된 유로키나제의 열안정성을 야생형 유로키나제와 비교한 그래프이다.3 is a graph comparing the thermal stability of urokinase immobilized by a covalent binding method with wild type urokinase.

도 4는 반공유적 결합방법과 공유적 결합방법으로 고정화된 유로키나제에 의하여 인간 성장호르몬 융합 단백질이 절단되는 것을 보여주는 SDS-폴리아크릴아마이드 젤 전기영동 사진이다.Figure 4 is a SDS-polyacrylamide gel electrophoresis showing that the human growth hormone fusion protein is cleaved by a semi-covalent binding method and covalent binding method immobilized urokinase.

도 5는 반공유적 결합방법으로 고정화된 유로키나제의 절단 사이클에 따른 융합 단백질의 절단 정도를 측정한 그래프이다.Figure 5 is a graph measuring the degree of cleavage of the fusion protein according to the cleavage cycle of the urokinase immobilized by a semi-covalent binding method.

본 발명의 고정화 유로키나제(UK)의 제조방법은, 비드(bead) 형태의 흡착수지를 pH 7.0 내지 9.0의 완충용액에 현탁시킨 후, 전기 흡착수지에 유로키나제를 가하고 충분히 흡착되도록 교반시킨 다음, 이 혼합물에 우혈청알부민(BSA)를 첨가하여 교반시킴으로써 UK가 흡착되지 않은 빈 공간을 BSA로 봉쇄하고, UK와 BSA 가 흡착된 수지를 pH 7.0 내지 9.0의 완충용액으로 세척한 후, 글루타르알데히드(glutaraldehyde)를 첨가하고 교반하는 공정을 포함한다. 이때, 교반은 1 내지 10℃, 바람직하게는 3 내지 5℃, 가장 바람직하게는 4℃에서, 10분 내지 100분 동안, 바람직하게는 15분 내지 60분 동안 수행한다.In the method for preparing immobilized urokinase (UK) of the present invention, after the suspension of the bead-shaped adsorption resin in a pH 7.0 to 9.0 buffer solution, the urokinase is added to the electrosorption resin and stirred to be sufficiently adsorbed. After adding serum serum albumin (BSA) to the mixture, the empty space where UK was not adsorbed was sealed with BSA, and the UK and BSA adsorbed resins were washed with a buffer solution of pH 7.0 to 9.0, followed by glutaraldehyde. ) Is added and stirred. At this time, the stirring is performed at 1 to 10 ° C, preferably 3 to 5 ° C, most preferably 4 ° C, for 10 minutes to 100 minutes, preferably for 15 minutes to 60 minutes.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하고자 한다Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서는 유로키나제에 의하여 절단될 수 있도록 고안된 GST-UK-hGH융합 단백질을 암호화하고 있는 벡터로 형질전환된 균주인 재조합 대장균(E.coli) MC1061 ΔpG2(KFCC 10976)로부터 발현된 봉입체(inclusion body) 형태의 GST-UK-hGH 융합 단백질과 유로키나제원말을 이용하여 융합 단백질 절단을 수행하였다. 유로키나제를 하이드록실아파타이트(hydroxylapatite, 이하 'HTP'라 함) 수지에 흡착시킨 후, 화학적으로 교차연결하여 제조된 고정화 유로키나제의 활성은 충분히 유지되었고 안정성이 크게 증가되었음은 물론, 고정화 유로키나제는 회분식 공정(batch type process)에 적용하여 10회 이상 재사용이 가능하였다.In the present invention, an inclusion body expressed from recombinant E. coli MC1061 ΔpG2 (KFCC 10976), which is a strain transformed with a vector encoding a GST-UK-hGH fusion protein designed to be cleaved by urokinase. Fusion protein cleavage was performed using GST-UK-hGH fusion protein and urokinase origin. After adsorption of urokinase to hydroxylapatite (hereinafter referred to as 'HTP') resin, the activity of the immobilized urokinase prepared by chemically crosslinking was sufficiently maintained and the stability was greatly increased, and the immobilized urokinase was a batch process ( It can be reused more than 10 times by applying to batch type process).

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. .

실시예 1: HTP 고정화 유로키나제 제조Example 1 Preparation of HTP-immobilized Eurokinase

비드(bead) 형태의 HTP(Macro-Prep hydroxylapatite II, Biorad, U.S.A.)를 pH 7.8의 20mM TrisㆍHCl에 현탁시킨 후, 1ml 부피의 HTP당 0.1mg의 유로키나제(UK)를 가하여 충분히 흡착되도록 4℃에서 1 시간 동안 교반시킨 다음, 이 혼합물에 우혈청알부민(BSA)을 첨가하여, 4℃에서 1시간 동안 교반시키면서 UK가 흡착되지 않은 빈 공간을 BSA로 봉쇄하였고, UK와 BSA 가 흡착된 HTP를 pH 7.8의 20mM TrisㆍHCl 용액으로 3회 세척한 후, 글루타르알데히드(glutaraldehyde)를 0 내지 20μl/ml 범위에서 농도별로 첨가하고 4℃에서 15분간 교반하여, HTP에 흡착한 UK와 BSA의 완전성(integrity)을 증가시킴으로써 고정화 UK를 제조하였다. 고정화되지 않고 잔존하는 글루타르알데히드는 pH 7.8의 20mM TrisㆍHCl 완충용액으로 세척함으로써 제거하였고, 글루타르알데히드에 의한 교차결합(cross-linking) 정도는 글루타르알데히드를 반응시키지 않고 0.5 M 인산염완충용액(pH 7.0)을 첨가했을 때 용출되는 UK와 BSA를 기준으로 하여, 글루타르알데히드를 반응시킨 후에 0.5M 인산염완충용액(pH 7.0)을 첨가하여도 용출되지 않는 UK와 BSA의 양을 브래드포드(Bradford) 정량법으로 계산하였는 바, 이를 비교하여 백분율로 나타내었다(참조: 도 1). 도 1에서, (―○―)은 비활성을 나타내며, (―●―)은 교차결합 정도를 나타낸다. 도 1에서 보듯이, 3 내지 10μl/ml 농도의 글루타르알데히드의 범위에서 UK는 HTP와 80% 이상의 교차결합 효율을 나타내었으며, 후술하는 실시예 3과 같은 방법으로 고정화 UK의 비활성을 측정한 결과, 야생형 UK와 비교했을때 80% 이상의 비활성을 나타내었다.Bead-shaped HTP (Macro-Prep hydroxylapatite II, Biorad, USA) was suspended in 20 mM Tris-HCl at pH 7.8, then 0.1 mg of urokinase (UK) per 1 ml volume of HTP was added to ensure sufficient adsorption. After stirring for 1 hour in the mixture, bovine serum albumin (BSA) was added to the mixture, and the mixture was sealed at 4 ° C. for 1 hour while blocking the empty space where UK was not adsorbed with BSA, and HTP adsorbed with UK and BSA was removed. After washing three times with 20mM Tris.HCl solution at pH 7.8, glutaraldehyde was added in concentrations ranging from 0 to 20 μl / ml and stirred at 4 ° C. for 15 minutes to ensure the integrity of UK and BSA adsorbed on HTP. Immobilized UK was prepared by increasing the integrity. Glutaraldehyde that remained unimmobilized was removed by washing with 20 mM Tris-HCl buffer at pH 7.8, and the degree of cross-linking by glutaraldehyde was 0.5 M phosphate buffer solution without reacting glutaraldehyde. Based on the UK and BSA eluted when (pH 7.0) was added, the amount of UK and BSA that was not eluted by adding 0.5M phosphate buffer solution (pH 7.0) after reacting glutaraldehyde was determined. Bradford) was calculated by the quantitative method, it is compared and expressed as a percentage (see Fig. 1). In Fig. 1, (-○-) indicates inactivity, and (-―-) indicates the degree of crosslinking. As shown in Figure 1, in the range of glutaraldehyde concentration of 3 to 10μl / ml UK showed more than 80% cross-linking efficiency with HTP, the result of measuring the specific activity of the immobilized UK in the same manner as in Example 3 to be described later , Compared with wild type UK, showed over 80% inactivity.

실시예 2: 활성화된 CH 세파로오스 4B 고정화 유로키나제 제조Example 2: Preparation of Activated CH Sepharose 4B Immobilized Eurokinase

활성화된 CH 세파로오스 4B(Activated CH Sepharose 4B, Pharmacia Biotech, Sweden)를 1mM HCl로 세척한 후, 50mM NaHCO3, 0.5M NaCl을 함유한 완충용액(pH 8.0)으로 평형화시켰다. UK를 동일 완충용액으로 투석(dialysis)한 후, 활성화된 CH 세파로오스 4B의 부피 1ml당 1mg의 UK를 혼합하여 4℃에서 2시간 동안 결합반응시키고, 반응에 참여하지 않고 표면에 남아 있는 리간드(ligand)는 0.2M 글리신(glycine)을 첨가하여 반응시킴으로써 제거하였다.Activated CH Sepharose 4B (Pharmacia Biotech, Sweden) was washed with 1 mM HCl and then equilibrated with buffer (pH 8.0) containing 50 mM NaHCO 3, 0.5M NaCl. After dialysis of the UK with the same buffer solution, 1 mg of UK per 1 ml of activated CH Sepharose 4B was mixed and bound at 4 ° C. for 2 hours, and the ligand remained on the surface without participating in the reaction. Ligand was removed by reaction with the addition of 0.2M glycine.

실시예 3: 유로키나제 비활성 측정Example 3: Eurokinase Inactivity Measurement

고정화 UK의 비활성을 측정하기 위하여, p-Gly-Gly-Arg-p-nitroanilide(S2444, Sigma, U.S.A.)를 pH 7.8인 20mM TrisㆍHCl 완충용액에 희석하고, 0.6mM S2444와 고정화 UK를 1:1의 비율로 혼합하여 37℃에서 45분간 교반하면서 반응시킨 후, 상층액의 흡광도를 405nm에서 측정하였다. 대조군으로서의 UK는 10 내지 1000 IU/ml 농도로 희석한 후, 고정화 유로키나제와 동일하게 측정하였다.To measure the specific activity of immobilized UK, p-Gly-Gly-Arg-p-nitroanilide (S2444, Sigma, USA) was diluted in 20 mM Tris.HCl buffer at pH 7.8 and 0.6 mM S2444 and immobilized UK were 1: After mixing at a rate of 1 and reacting with stirring at 37 ° C. for 45 minutes, the absorbance of the supernatant was measured at 405 nm. UK as a control was measured in the same manner as immobilized urokinase after dilution to a concentration of 10 to 1000 IU / ml.

실시예 4: HTP 고정화 유로키나제의 안정성 측정Example 4 Determination of Stability of HTP-Immobilized Eurokinase

실시예 1에 의해 0.1mg UK/ml HTP 농도로 고정화된 UK와 10μg/ml 농도의 야생형 UK를 37℃에서 pH 7.8인 20mM TrisㆍHCl 완충용액에 무균적으로 보관하면서, 시간별로 일정량을 취하여 실시예 3과 같은 방법으로 UK의 비활성을 측정하였다(참조: 도 2). 도 2에서, (―○―)은 야생형 UK(free UK)의 비활성을 나타내며, (―●―)은 HTP 고정화 UK의 비활성을 나타낸다. 반공유적(semi-covalent) 결합방법으로 고정화된 유로키나제의 장기간 안정성을 야생형 UK와 비교한 도 2의 그래프에서 보듯이, HTP 고정화 유로키나제는 야생형 유로키나제에 비해 장기간 안정성이 우수함을 확인하였다.Example 1 was immobilized at a concentration of 0.1mg UK / ml HTP and wild type UK of 10μg / ml concentration aseptically stored in 20mM Tris-HCl buffer pH 7.8 at 37 ℃, taking a certain amount over time UK specific activity was measured in the same manner as in Example 3 (see FIG. 2). In FIG. 2, (-)-indicates the inactivation of wild type UK (free UK), and (--) indicates the inactivation of HTP immobilized UK. As shown in the graph of FIG. 2 comparing the long-term stability of the urokinase immobilized by the semi-covalent binding method with the wild type UK, it was confirmed that the HTP-immobilized urokinase was superior to the wild-type urokinase.

실시예 5: 활성화된 CH 세파로오스 4B 고정화 UK의 안정성 측정Example 5 Stability Measurement of Activated CH Sepharose 4B Immobilized UK

활성화된 CH 세파로오스 4B 고정화 UK와 야생형 UK를 각각 10μg/ml이 되도록 pH 7.8인 20mM TrisㆍHCl 완충용액에 현탁한 후, 70℃에서 가열하면서 실시예 3과 같은 방법으로 비활성을 측정하였다(참조: 도 3). 도 3에서, (―○―)은 활성화된 CH 세파로오스 4B 고정화 UK의 비활성을 나타내며, (―●―)은 야생형 UK의 비활성을 나타낸다. 공유적(covalent) 결합방법으로 고정화된 유로키나제의 열안정성을 야생형 유로키나제와 비교한 도 3의 그래프에서 보듯이, 활성화된 CH 세파로오스 4B에 고정화된 UK는 야생형 UK보다 열안정성이 훨씬 높음을 알 수 있었다.Activated CH Sepharose 4B immobilized UK and wild-type UK were suspended in 20 mM Tris-HCl buffer solution at pH 7.8 to 10 μg / ml, respectively, and then the activity was measured in the same manner as in Example 3 while heating at 70 ° C. See Figure 3). In FIG. 3, (-○-) represents the inactivation of activated CH Sepharose 4B immobilized UK, and (-)-represents the inactivation of wild type UK. As shown in the graph of FIG. 3 comparing the thermal stability of urokinase immobilized by covalent binding method with that of wild type urokinase, the UK immobilized on activated CH Sepharose 4B shows that the thermal stability is much higher than that of wild type UK. Could.

실시예 6: 고정화 유로키나제를 이용한 융합 단백질 절단Example 6: Fusion Protein Cleavage Using Immobilized Eurokinase

유로키나제에 의하여 절단될 수 있도록 고안된 GST-UK-hGH 융합 단백질을 암호화하고 있는 벡터로 형질전환된 균주인 재조합 대장균(E.coli) MC1061 ΔpG2(KFCC 10976)로부터 발현된 봉입체(inclusion body) 형태의 GST-UK-hGH 융합 단백질을 6 내지 8M 우레아(urea)에 용해시킨 후, Sephadex G-25(Pharmacia Biotech, U.S.A.)로 탈염하여 준비하였다. 융합 단백질과 UK의 비율이 500:1(v/v)이 되도록, HPT 고정화 UK와 야생형 UK를 각각 융합단백질과 혼합하여 37℃에서 24시간 동안 반응시켰다. HTP 고정화 UK의 경우, 반복사용시 매회 고정화 UK를 pH 7.8인 20mM TrisㆍHCl 완충용액으로 세척하고 융합 단백질을 첨가하였으며, 활성화된 CH 세파로오스 4B에 고정화된 UK는 컬럼(1 X 2.5 cm)에 충진하여 충전층반응기(packed bed reactor)를 제작하여 융합 단백질을 통과시켜 줌으로써 반복사용하였다. 고정화 UK 및 야생형 UK에 의해 절단된 단백질을 SDS-폴리아크릴아마이드 젤 전기영동을 하고(참조: 도 4), 각 밴드의 두께와 너비를 Biomed 프로그램으로 적분하여 절단된 정도를 측정하였으며, 절단정도를 최초절단시를 기준으로 백분율로 나타내었다(참조: 도 5). 도 4에서, 레인 1은 야생형 UK에 의하여 절단된 융합단백질 GST-UK-hGH; 레인 2는 HTP 고정화 UK에 의하여 절단된 융합단백질; 레인 3은 대조군으로서 절단되지 않은 융합단백질; 및, 레인 4는 활성화된 CH 세파로오스 4B 고정화 UK에 의하여 절단된 융합단백질이다. 도 4에서 보듯이, HTP고정화 UK와 활성화된 CH 세파로오스 4B 고정화 UK의 절단능력은 야생형 UK와 거의 동등하였으며, 또한, 반공유적 결합방법으로 고정화된 유로키나제의 절단 사이클에 따른 융합 단백질의 절단 정도를 측정한 도 5의 그래프에서 보듯이, HTP 고정화 UK는 10회 이상 반복 사용하여도 절단능력에는 감소가 없었고, 활성화된 CH 세파로오스 4B 고정화 UK를 이용한 충전층반응기는 0.5 층부피/시간의 속도로 3개월간 절단 반응이 가능하였다.GST in the form of inclusion bodies expressed from recombinant E. coli MC1061 ΔpG2 (KFCC 10976), a strain transformed with a vector encoding a GST-UK-hGH fusion protein designed to be cleaved by urokinase. -UK-hGH fusion protein was prepared by dissolving in 6-8 M urea and then desalting with Sephadex G-25 (Pharmacia Biotech, USA). HPT immobilized UK and wild type UK were mixed with the fusion protein and reacted at 37 ° C. for 24 hours so that the ratio of fusion protein to UK was 500: 1 (v / v). For HTP immobilized UK, each time immobilized UK was washed with 20 mM Tris.HCl buffer at pH 7.8 and fusion protein was added and the UK immobilized on activated CH Sepharose 4B was placed on a column (1 × 2.5 cm). After filling, a packed bed reactor was prepared and used repeatedly by passing a fusion protein. Proteins cleaved by immobilized UK and wild type UK were subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (see FIG. 4), and the degree of cleavage was measured by integrating the thickness and width of each band with a Biomed program. It is expressed as a percentage based on the initial cutting (see FIG. 5). In Figure 4, lane 1 shows fusion protein GST-UK-hGH cleaved by wild type UK; Lane 2 is a fusion protein cleaved by HTP immobilized UK; Lane 3 is a non-cleaved fusion protein as a control; And lane 4 is a fusion protein cleaved by activated CH Sepharose 4B immobilized UK. As shown in FIG. 4, the cleavage ability of HTP-immobilized UK and activated CH Sepharose 4B immobilized UK was almost equivalent to that of wild-type UK, and the degree of cleavage of the fusion protein according to the cleavage cycle of urokinase immobilized by a semi-covalent binding method. As shown in the graph of FIG. 5, HTP-immobilized UK showed no reduction in cutting capacity even after repeated use 10 times, and the packed bed reactor using activated CH Sepharose 4B immobilized UK was 0.5 bed volume / hour. The cleavage reaction was possible for 3 months at the rate.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.As described above in detail the specific parts of the present invention, for those skilled in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, which are not intended to limit the scope of the present invention. Will be obvious. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 야생형 유로키나제와 고정용 수지를 반공유적으로 결합시킨 고정화 유로키나제의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 고가의 유로키나제를 적절한 처리를 거쳐 재사용함으로써, 융합 단백질로부터 목적 단백질을 경제적으로 절단, 분리할 수 있다. 특히, 인간 성장호르몬을 포함하는 GST 융합 단백질에 성공적으로 적용됨으로써, 융합 단백질 형태로 발현된 인간 성장호르몬으로부터 인간 성장호르몬을 경제적으로 분리할 수 있는 바, 유로키나제 절단 부위를 갖는 다른 융합 단백질 형태의 재조합 단백질 생산에 광범위하게 적용될 수 있을 것이다.As described and demonstrated in detail above, the present invention provides a method for preparing immobilized urokinase in which the wild type urokinase and a fixing resin are semicovalently bound. According to the present invention, an expensive urokinase can be reused after appropriate treatment, thereby economically cleaving and separating the target protein from the fusion protein. In particular, by successfully applied to the GST fusion protein containing human growth hormone, it is possible to economically separate the human growth hormone from the human growth hormone expressed in the form of the fusion protein, the recombination of other fusion protein forms having a urokinase cleavage site It can be widely applied to protein production.

Claims (5)

유로키나제를 완충용액에 현탁시킨 하이드록실아파타이트(hydroxylapatite) 수지에 가하고 교반하는 공정;Adding urokinase to a hydroxylapatite resin suspended in a buffer solution and stirring; 전기에서 수득한 유로키나제가 흡착된 하이드록실아파타이트 수지에 우혈청알부민(BSA)을 첨가하고 교반시킨 후, 완충용액으로 세척하는 공정; 및,Adding serum serum albumin (BSA) to the hydroxylapatite resin to which the urokinase adsorbed above was obtained and stirred, followed by washing with a buffer solution; And, 전기에서 수득한 유로키나제 및 우혈청알부민이 흡착된 하이드록실아파타이트 수지에 글루타르알데히드를 가하고 교반시킨 후, 완충용액으로 세척하는 공정을 포함하는 고정화 유로키나제의 제조방법.A method for producing immobilized urokinase comprising the step of adding glutaraldehyde to a hydroxylated apatite resin adsorbed with urokinase and bovine serum albumin obtained by the foregoing and stirring, followed by washing with a buffer solution. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 유로키나제는 하이드록실아파타이트 부피 1ml당 0.05 내지 1.0mg의 비율로 가하는 것을 특징으로 하는Eurokinase is added at a ratio of 0.05 to 1.0 mg per 1 ml of hydroxyl apatite 고정화 유로키나제의 제조방법.Method for producing immobilized urokinase. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 교반은 1 내지 10℃에서, 10분 내지 100분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는Stirring is carried out at 1 to 10 ℃, characterized in that performed for 10 to 100 minutes 고정화 유로키나제의 제조방법.Method for producing immobilized urokinase. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 완충용액은 pH 7.0 내지 9.0의 20 내지 50mM TrisㆍHCl인 것을 특징으로 하는The buffer solution is characterized in that 20 to 50mM Tris.HCl of pH 7.0 to 9.0 고정화 유로키나제의 제조방법.Method for producing immobilized urokinase. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 글루타르알데히드는 하이드록실아파타이드 수지에 2 내지 30μ/ml의 농도로 가하는 것을 특징으로 하는Glutaraldehyde is characterized in that it is added to the hydroxylapatite resin at a concentration of 2 to 30μ / ml 고정화 유로키나제의 제조방법.Method for producing immobilized urokinase.
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