KR20030085337A - Vector for expressing human BMP-2 and the process for mass preparation of BMP-2 - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A human derived BMP-2 protein expression vector and a method for producing BMP-2 protein using the same vector are provided, thereby effectively mass-producing the BMP-2 protein having improved bone formation and bone induction activities. CONSTITUTION: A pair of primers specific to human derived BMP-2 gene are provided. A method for producing an Escherichia coli mutant producing the human derived BMP-2 protein comprises the steps of: (1) PCR amplifying the human derived BMP-2 gene using a pair of primers; (2) inserting the amplified human derived BMP-2 gene into a vector pGEM-T to produce a recombinant shuttle vector pBMP-T; (3) inserting the BMP-2 gene contained in the recombinant shuttle vector into an E. coli expression vector pRSET to produce a recombinant expression vector pBMP-RSET; (4) cloning the recombinant expression vector pBMP-RSET to E. coli BL21 pLysS to produce E. coli BMP-RSET(KCTC 18099P). A method for producing the BMP-2 protein is characterized by culturing E. coli BMP-RSET(KCTC 18099P).

Description

인간 유래의 BMP-2 단백질 발현벡터 및 이를 이용한 BMP-2 대량 생산방법 {Vector for expressing human BMP-2 and the process for mass preparation of BMP-2}Vector for expressing human JPM-2 and the process for mass preparation of JPM-2 protein expression vector

본 발명은 인간 유래의 BMP-2 단백질 발현벡터 및 이를 이용한 BMP-2 대량생산방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 인간 유래의 BMP-2(Bone Morphogenetic Protein-2) 유전자를 선별적으로 증폭하는 프라이머를 제작하고; 상기 프라이머를 이용하여 획득한 BMP-2 유전자가 벡터 내의 T7 프로모터의 조절을 받도록 변형한 발현벡터에 상기 BMP-2 유전자를 클로닝하여 재조합 발현벡터를 제조하고; 이를 대장균에 도입하여 형질전환시킴으로써, 골 유도능이 뛰어난 재조합 BMP-3 단백질을 생산할 수 있는 대장균 변이주를 제조하고 이로부터 재조합 BMP-2 단백질을 대량으로 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a BMP-2 protein expression vector derived from humans and a method for mass production of BMP-2 using the same. More specifically, to prepare a primer for selectively amplifying a human-derived BMP-2 (Bone Morphogenetic Protein-2) gene; Producing a recombinant expression vector by cloning the BMP-2 gene into an expression vector modified so that the BMP-2 gene obtained using the primer is controlled by a T7 promoter in the vector; The present invention relates to a method for producing E. coli mutant strains capable of producing recombinant BMP-3 protein having excellent bone inducing ability by introducing into transformed E. coli, and producing a large amount of recombinant BMP-2 protein therefrom.

Born Morphogenetic protein(BMP)은 TGFβ-superfamily에 속하는 단백질이다. 탈회된 뼈의 골기질을 쥐의 근육에 삽입한 결과, 골기질이 삽입된 부위에서 이소성 골 형성(ectopic bone formation)이 이루어짐을 관찰할 수 있었다. 이러한 실험을 바탕으로 골이 성장하기 위해서는 골의 기질에 골을 생성하는 세포군의 미분화세포가 분화되어 나올 수 있게 유도하는 물질을 함유하고 있어야 함이 입증되었다[Urist MR. Bone: formation and autoinduction.Science150:893-899 (1965)]. 골기질에 존재하는 이러한 단백질 성분을 BMP라 명명하였다[Urist MR, Strates BS. Bone morphogenetic protein.J. Dental Res50:1392-1406 (1971)].Born Morphogenetic protein (BMP) is a member of the TGFβ-superfamily. When the bone matrix of the demineralized bone was inserted into the muscle of the rat, ectopic bone formation was observed at the site where the bone matrix was inserted. Based on these experiments, it has been demonstrated that in order for bone to grow, it must contain a substance that induces the differentiation of undifferentiated cells of the cell-producing cell population in the bone matrix. Bone: formation and autoinduction. Science 150: 893-899 (1965). This protein component present in the bone matrix was named BMP [Urist MR, Strates BS. Bone morphogenetic protein. J. Dental Res 50: 1392-1406 (1971).

이후, 골 질환의 치료를 위한 목적으로 다양한 종의 동물뼈로부터 BMP 단백질을 분리하기 위한 연구가 시도되었으나, 순수한 BMP의 정제는 이루어지지 않았다. 그러나, 그 과정에서 BMP가 포함된 혼합물의 골 유도능이 뛰어나다는 사실이 밝혀졌고, 이에 따라 BMP의 골 관련 질환 치료제로서의 사용 가능성이 점점 높아지게 되었다.Subsequently, studies have been attempted to separate BMP proteins from animal bones of various species for the purpose of treating bone diseases, but pure BMP has not been purified. However, in the process, it has been found that the mixture containing BMP has excellent bone inducing ability, thereby increasing the possibility of using BMP as a therapeutic agent for bone related diseases.

그러던 중, BMP-1,2,3 및 2b(현재의 BMP-4) 유전자가 클로닝되었으며[Wozney JMet al., Novel regulations of bone formation: molecular clones and activities.Science242:1528-1534 (1988)], 이후 BMP family의 유전자들이 계속 클로닝되어 현재까지 최소한 13종의 BMP들이 발견되었다.Meanwhile, BMP-1,2,3 and 2b (now BMP-4) genes have been cloned [Wozney JM et al ., Novel regulations of bone formation: molecular clones and activities. Science 242: 1528-1534 (1988)], after which the genes of the BMP family have been cloned and at least 13 BMPs have been discovered.

그 중, BMP-2는in vivo에서 동종 조직성(autologous) 및 이종 조직성(heterologous) 뼈 형성을 강력하게 유도할 뿐만 아니라,in vitro에서도 조골모세포(preosteoblast) 혹은 미분화된 줄기세포(stem cell)를 골모세포 (osteoblast)로 분화시키는 강력한 골 형성 유도제로 알려져 있다. 또한,in vivo에서 BMP-2를 근육에 주사하면 이소성 골 형성(ectopic bone formation)이 일어나는 것과 같이, 마우스 조근모 세포주(mouse premyoblastic cell line)인 C2C12세포에 BMP-2를 처리하면 이들 세포가 근육세포로의 분화를 멈추고 골모세포의 마커 유전자를 발현한다는 사실이 밝혀졌다.Among them, BMP-2, as well as to strongly induce allograft sex (autologous) and heterogeneous tissue property (heterologous) bone formation in in vivo, osteoblast cells (preosteoblast) or undifferentiated stem cells in in vitro (stem cell) Is known as a potent inducer of bone formation that differentiates into osteoblasts. In addition, when BMP-2 is injected into muscle in vivo , ectopic bone formation occurs, and when BMP-2 is treated to C2C12 cells, which are mouse premyoblastic cell lines, these cells become muscle cells. It has been found that the differentiation of the furnace into expression and expression of the marker gene of osteoblasts.

BMP-2 단백질은 총 396개의 아미노산으로 구성되어 있으며, 그 분자량은 44.7KDa이다. BMP-2는 다른 성장인자 또는 펩티드 호르몬(peptide hormone)의 경우와 같이 처음부터 활성형으로 만들어지는 것이 아니다. 즉, mRNA로부터 번역된BMP-2 단백질 펩티드는 N-말단부(N-terminal)에 위치한 비교적 짧은 시크릿 리더(secretory leader), 가장 큰 부분을 차지하는 프로펩티드(propeptide) 및 C-말단부(C-terminal)에 위치한 성숙 펩티드(mature peptide)의 세 부분으로 구성되는데, 상기 부분 중 시크릿 리더 서열은 단백질이 분비된 후 제거되고, 글라이코실레이션(glycosylation)되는 부위를 보통 3∼4군데 가지고 있는 프로펩티드 부분은 단백질이 활성화될 때 제거된다. C-말단부에 위치한 성숙 펩티드는 이황화 결합(disulfide bond)에 관여하는 7개의 시스테인(Cystein) 잔기를 가지고 있으며, TGF-βsuperfamily에 속하는 단백질들의 서로 가까운 정도는 이 부위의 아미노산 서열의 유사성을 기준으로 판단하게 된다.The BMP-2 protein consists of a total of 396 amino acids and has a molecular weight of 44.7 KDa. BMP-2 is not made active from the outset, as is the case with other growth factors or peptide hormones. That is, BMP-2 protein peptides translated from mRNA are relatively short secretory leaders located at the N-terminal, propeptide and C-terminal occupying the largest portion. It consists of three parts of a mature peptide located at the secret leader sequence, which is removed after the protein is secreted, and is a propeptide moiety that usually has 3 to 4 glycosylation sites. Is removed when the protein is activated. The mature peptide located at the C-terminus has seven Cysteine residues involved in disulfide bonds, and the closeness of the proteins belonging to the TGF-βsuperfamily is determined based on the similarity of the amino acid sequence of this region. Done.

활성형의 BMP-2는 114개의 아미노산으로 구성되어 있으며, 분자량은 약 12.9 KDa이다. 이들은 성숙 형태의 이합체(dimer)를 형성하고 있는 것이 보통이고, 일부는 프로펩티드를 포함하고 있기도 한다. 이들 성숙 펩티드(mature peptide)들은 동종이량체(homodimer)를 이룰 수도 있으나, 다른 BMP단백질 종류와 이종이량체(heterodimer)를 형성하는 경우도 많으며, 어떤 경우에는 이러한 이종이량체가 동종이량체보다 더 강한 활성을 나타내기도 한다.The active form of BMP-2 consists of 114 amino acids and has a molecular weight of about 12.9 KDa. They usually form dimers of mature form, some of which contain propeptides. While these mature peptides may form homodimers, they often form heterodimers with other BMP protein types, and in some cases these heterodimers are more than homodimers. It also shows strong activity.

현재까지 밝혀진 BMP 유전자의 아미노산 서열을 비교해 본 결과, BMP-1을 제외한 모든 BMP subfamily는 TGF-βsuperfamily에 속하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 최근에는 성장분화인자(Growth and Differentiation factor, GDF) family가 TGF-βsuperfamily에 속하는 것으로 밝혀졌다. TGF-βsuperfamily에 속하는 다양한 단백질 중 BMP-2는 아미노산 서열 및 그 기능을 가장 잘 보존하고 있는 기본형으로, 고등동물의 발생과정에서 배(embryo)의 등배축(dorsal-ventral axis)의 결정, limb bud, tooth bud, 모발(hair), 샘(gland)의 발생과정 및 suture 형성과정에서 상피간엽 작용(epithelial mesenchymal interaction)의 중요한 매개체(mediator)로 작용할 뿐만 아니라, 골모세포(osteoblast)의 분화에 이르기까지 광범위한 역할을 수행하는 중요한 세포외의 신호전달 물질이다.A comparison of the amino acid sequences of the BMP genes identified so far revealed that all BMP subfamily except BMP-1 belong to the TGF-βsuperfamily. Recently, the growth and differentiation factor (GDF) family has been found to belong to the TGF-β superfamily. Among the various proteins belonging to the TGF-βsuperfamily, BMP-2 is the basic type that best preserves the amino acid sequence and its function. The limb bud determines the embryo-ventral axis of embryos during the development of higher animals. , tooth bud, hair, gland and suture formation not only act as an important mediator of epithelial mesenchymal interaction, but also to osteoblast differentiation It is an important extracellular signaling substance that plays a wide range of roles.

상기와 같은 BMP-2 단백질의 유용한 효과에도 불구하고, 인간의 BMP-2에 대한 연구는 아직 미미한 편인데, 이는 BMP-2가 골 형성과 관계된 세포나 그 밖의 다른 세포에 존재하긴 하나 그 양이 매우 미미하고 뼈에 상당량이 존재하더라도 뼈를 얻을 수 있는 인체 시료에 한계가 있기 때문이다.Despite the useful effects of these BMP-2 proteins, studies on human BMP-2 are still insignificant, although the amount of BMP-2 is present in cells involved in bone formation and in other cells. This is because there is a limit to the human sample from which bone can be obtained even if it is very small and a considerable amount is present in the bone.

이에, 최근에는 상기와 같은 BMP-2의 이용가능성에 주목하여 다양한 연구가 진행되고 있는데, 유전 공학적 방법을 적용하여 인간 BMP-2의 DNA를 동물세포인 CHO 세포에 클로닝하고 이를 발현(expression)시킴으로써 BMP-2 단백질을 생산하고 있으나, 그 발현양이 매우 미미하여 고가의 실험용으로만 판매되고 있어 의료용으로 이용하기 위한 BMP-2의 대량생산에 대한 지속적인 요구가 있어 왔다.In recent years, various studies have been conducted focusing on the availability of BMP-2 as described above. By applying genetic engineering method, DNA of human BMP-2 is cloned into animal CHO cells and expressed. Although BMP-2 protein is produced, its expression is so small that it is sold only for expensive experiments, and there has been a continuous demand for mass production of BMP-2 for medical use.

상기와 같이 골 유도능이 뛰어나 유용하나, 대량생산에 어려움이 있어 온 BMP-2 단백질을 대량생산하기 위하여, 본 발명자들은 BMP-2 유전자를 선별적으로 증폭할 수 있는 프라이머를 제작하고 이를 이용하여 PCR을 실시함으로써 인간 유래의 BMP-2 유전자의 클로닝 부위를 정확히 설계하여 증폭할 수 있었다. 또한, 상기 증폭한 인간 유래의 BMP-2 유전자가 벡터 내의 T7 프로모터의 조절을 받도록 발현벡터를 변형하고 여기에 상기 유전자를 클로닝함으로써 재조합 발현벡터를 제조하고, 이를 대장균에 도입하여 형질전환시킨 대장균 변이주를 제조한 후, 이를 적정 조건에서 발현유도한 결과, 상기 제조한 본 발명 대장균 변이주가 재조합 BMP-2 단백질을 대량으로 생산할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.As described above, in order to mass-produce the BMP-2 protein, which is useful because it has excellent bone induction ability, but has difficulty in mass production, the present inventors have prepared a primer capable of selectively amplifying the BMP-2 gene and using the PCR. By carrying out the method, the cloning site of the human-derived BMP-2 gene was correctly designed and amplified. In addition, a recombinant expression vector was prepared by modifying an expression vector such that the amplified human-derived BMP-2 gene is regulated by a T7 promoter in the vector, and cloning the gene, thereby introducing the transformed E. coli mutant strain. After the preparation of the present invention, it was found that the E. coli mutant of the present invention can produce a large amount of recombinant BMP-2 protein.

따라서, 본 발명의 목적은 대장균을 이용하여 인간 유래의 재조합 BMP-2 단백질을 대량으로 생산할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a large amount of recombinant BMP-2 protein derived from human using E. coli.

본 발명의 다른 목적은 재조합 BMP-2 단백질을 생산하는 대장균 변이주를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an E. coli mutant strain that produces a recombinant BMP-2 protein.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 대장균 변이주에서 발현한 재조합 BMP-2 단백질 및 이를 정제하는 방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a recombinant BMP-2 protein expressed in the E. coli mutant strain and a method for purifying the same.

도 1은 인간 유래의 BMP-2 유전자를 선별적으로 증폭할 수 있는 프라이머의 염기서열이다.1 is a nucleotide sequence of a primer capable of selectively amplifying a human-derived BMP-2 gene.

RSETF: forward primer, RSETB: backward primerRSETF: forward primer, RSETB: backward primer

도 2는 도 1의 프라이머를 이용한 PCR을 실시하여 인간 유래의 BMP-2 유전자를 선별적으로 증폭한 후 그 결과물을 전기영동한 사진이다.Figure 2 is a photograph of the electrophoresis of the result after the amplification of the BMP-2 gene derived from humans by performing PCR using the primer of FIG.

레인(lane) 1: 사이즈 마커(size marker)Lane 1: size marker

레인 2 및 3: 증폭된 성숙형 BMP-2 유전자Lanes 2 and 3: amplified mature BMP-2 gene

도 3은 PCR 증폭한 인간 유래의 BMP-2 유전자 단편을 셔틀벡터에 클로닝하여 제조한 재조합 셔틀벡터 pBMP-T를 제한효소로 절단한 후 전기영동한 결과이다.3 is a result of electrophoresis after cleavage of a recombinant shuttle vector pBMP-T prepared by cloning a PCR-amplified human BMP-2 gene fragment into a shuttle vector.

레인 1: DNA 크기를 확인해 볼 수 있는 λ/Hind Ⅲ사이즈 마커Lane 1: λ / Hind III size markers for DNA size identification

레인 2: 재조합 벡터 pBMP-TLane 2: recombinant vector pBMP-T

레인 3: 재조합 벡터 pBMP-T를 제한효소SalINcoI로 절단한 결과Lane 3: cleavage of the recombinant vector pBMP-T with restriction enzymes SalI and NcoI

레인 4: 재조합 벡터 pBMP-T를 제한효소BamHIEcoRI로 절단한 결과Lane 4: cleavage of the recombinant vector pBMP-T with restriction enzymes BamHI and EcoRI

레인 5, 6, 7, 8, 9, 10: 다른 형질전환체(transformant)의 DNA를 제한효소SalI/NcoIBamHI/EcoRI으로 절단한 결과Lanes 5, 6, 7, 8, 9 and 10: DNA from other transformants was digested with restriction enzymes SalI / NcoI and BamHI / EcoRI

도 4는 PCR 증폭한 인간 유래의 BMP-2 유전자 단편을 셔틀벡터(shuttle vector)에 클로닝하여 제조한 재조합 셔틀벡터 pBMP-T의 개열지도이다.4 is a cleavage map of a recombinant shuttle vector pBMP-T prepared by cloning a PCR-amplified human BMP-2 gene fragment into a shuttle vector.

도 5는 대장균 발현벡터에 인간 유래의 BMP-2 유전자를 클로닝하여 제조한 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 제한효소로 절단한 후 그 결과물을 전기영동한 결과이다.5 is a result of electrophoresis of the resultant after cleavage of the recombinant expression vector pBMP-RSET prepared by cloning the BMP-2 gene derived from human to the E. coli expression vector.

도 6은 대장균 발현벡터에 인간 유래의 BMP-2 유전자를 클로닝하여 제조한 재조합 발현벡터 pBMP-RSET의 개열지도이다.Figure 6 is a cleavage map of the recombinant expression vector pBMP-RSET produced by cloning the BMP-2 gene derived from human to E. coli expression vector.

도 7은 인간 유래의 BMP-2 유전자를 발현하는 대장균 변이주의 시간별 OD 측정 결과이다.Figure 7 is a time-based OD measurement results of E. coli mutant strains expressing human BMP-2 gene.

도 8은 인간 유래의 BMP-2 유전자를 발현하는 대장균 변이주의 재조합 BMP-2 단백질의 시간별 발현양을 SDS-PAGE와 웨스턴 블랏(Western blot)을 이용하여 측정한 결과이다.8 is a result of measuring the time-dependent expression of recombinant BMP-2 protein of E. coli mutant strains expressing human-derived BMP-2 gene using SDS-PAGE and Western blot.

도 9는 발현된 대장균 변이주 세포 파쇄물로부터 이온교환수지를 이용하여 재조합 BMP-2 단백질을 1차 정제한 결과를 나타낸 그림이다. 여기에서, 부분은 재조합 BMP-2 단백질이 분리된 분획을 나타낸다.9 is a diagram showing the result of the first purification of recombinant BMP-2 protein from the expressed E. coli mutant cell lysate using ion exchange resin. Here, the part represents the fraction from which the recombinant BMP-2 protein was isolated.

도 10은 1차 정제한 분획 중 일부를 취해 SDS-PAGE와 웨스턴 블랏을 실시하여 재조합 BMP-2 단백질의 유무를 확인한 결과이다.10 is a result of confirming the presence or absence of the recombinant BMP-2 protein by performing a SDS-PAGE and Western blot a part of the first purified fraction.

도 11은 1차 정제된 분획을 니켈 컬럼으로 정제한 후 SDS-PAGE와 웨스턴 블랏을 실시하여 재조합 BMP-2 단백질의 유무를 확인한 결과이다.11 is a result of confirming the presence of recombinant BMP-2 protein by performing the first purified fractions purified by a nickel column and subjected to SDS-PAGE and Western blot.

본 발명은 인간 유래의 BMP-2 단백질 발현벡터 및 이를 이용한 BMP-2 대량생산방법에 관한 것으로, 인간 유래의 BMP-2 유전자를 선별적으로 증폭하는 프라이머를 제작하고; 이를 이용하여 획득한 BMP-2 유전자가 벡터 내의 T7 프로모터의 조절을 받도록 변형한 재조합 발현벡터를 제조하고; 이를 대장균에 도입하여 형질전환시킴으로써, 골 유도능이 뛰어난 재조합 BMP-2 단백질 및 이를 생산하는 대장균 변이주를 제공함을 특징으로 한다.The present invention relates to a human-derived BMP-2 protein expression vector and a method for mass production of BMP-2 using the same, preparing a primer for selectively amplifying a human-derived BMP-2 gene; Preparing a recombinant expression vector in which the obtained BMP-2 gene is modified to be controlled by the T7 promoter in the vector; It is characterized by providing a recombinant BMP-2 protein having excellent bone inducing ability and E. coli mutant producing the same by introducing it into E. coli and transforming it.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에서 제공하는 인간 유래의 재조합 BMP-2 단백질을 생산하는 대장균 변이주는 다음의;E. coli mutant strain producing a recombinant BMP-2 protein derived from humans provided in the present invention;

(1) 인간 유래의 BMP-2 유전자를 본 발명에서 제작한 특수한 프라이머를 이용하여 PCT 증폭하는 단계;(1) PCT amplification of a BMP-2 gene derived from humans using a special primer prepared in the present invention;

(2) 상기 PCR 증폭한 인간 유래의 BMP-2 유전자를 pGEM-T 벡터에 삽입하여 재조합 셔틀벡터 pBMP-T를 제조하는 단계;(2) inserting the PCR-amplified human BMP-2 gene into a pGEM-T vector to produce a recombinant shuttle vector pBMP-T;

(3) 상기 재조합 셔틀벡터에 포함되어 있는 인간 유래의 BMP-2 유전자를 대장균 발현벡터(expression vecter) pRSET에 삽입하여 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 제조하는 단계;(3) preparing a recombinant expression vector pBMP-RSET by inserting a human-derived BMP-2 gene included in the recombinant shuttle vector into an E. coli expression vector pRSET;

(4) 상기 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 대장균E.coliBL21 pLysS에 도입하여 대장균 변이주에스케리치아 콜라이(Escherichia coli)BMP-RSET를 제조하는 단계;(4) preparing the E. coli strain Escherichia coli BMP-RSET by introducing the recombinant expression vector pBMP-RSET into E. coli BL21 pLysS;

를 포함하여 구성되는 방법에 의하여 제조된다.It is prepared by a method comprising a.

본 발명의 BMP-2 유전자로는 인간 유래의 BMP-2 유전자를 이용한다.Human BMP-2 gene is used as the BMP-2 gene of the present invention.

본 발명에서 인간 유래의 BMP-2 유전자를 획득하기 위해 이용하는 PCR 프라이머는 클로닝할 유전자 부위를 정확히 설계하여 증폭할 수 있도록 본 발명자들이 기존의 공지된 서열을 참고로 하여 제작한 것이다.In the present invention, the PCR primers used to obtain human-derived BMP-2 genes are prepared by the present inventors with reference to existing known sequences so as to accurately design and amplify the gene region to be cloned.

본 발명에서는 인간 유래의 BMP-2 유전자의 클로닝을 위한 대장균 발현벡터로 pRSET를 이용하였는데, 이러한 pRSET는 상기 유전자의 발현을 조절하는 T7 프로모터 부위를 포함하고, 아울러 상기 T7 프로모터 부위 외에도 6개의 히스티딘-표지인자(tag)를 가지고 있기 때문에, 발현 후 생산된 재조합 단백질의 부분정제(partial purification)를 가능하게 하여 원하는 재조합 BMP-2 단백질만을신속하게 고수율로 정제할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, pRSET was used as an E. coli expression vector for cloning a human-derived BMP-2 gene. The pRSET includes a T7 promoter region that regulates expression of the gene, and in addition to the T7 promoter region, six histidine- Since it has a tag, it enables partial purification of the recombinant protein produced after expression, thereby advantageously purifying only the desired recombinant BMP-2 protein in high yield.

일반적으로, 외래 유전자를 발현하는데 사용하는 대장균은 T7 RNA 중합효소 (T7 RNA polymerase)를 가지고 있는에스케리치아 콜라이(E.coli)BL21(DE3)이다. 그러나, 상기 균주는 T7 중합효소의 발현이 적정 수준으로 조절되지 않기 때문에, 발현 유도를 하지 않아도 기저수준(basal level)으로 발현되므로, 상기 대장균이 유해한 단백질을 생산할 때 세포의 증식이 느려지는 등 대량생산에 있어서 많은 문제점이 있어 왔다. 이에, 본 발명에서는 인간 유래의 BMP-2 유전자의 발현을 위한 숙주 대장균으로E.coliBL21 pLysS를 사용하였는데, 이 균주는 기존의 대장균에 비해 T7 RNA 중합효소의 발현이 강하게 조절되는 장점이 있으며, 따라서 대량생산에 매우 유리한 장점이 있다.In general, Escherichia coli used to express foreign genes is E. coli BL21 (DE3) with T7 RNA polymerase. However, the strain is expressed at the basal level even if the expression of the T7 polymerase is not controlled to an appropriate level, so that the growth of the cells when E. coli produces harmful proteins, such as slowing the proliferation of cells There have been many problems in production. Thus, in the present invention, E. coli BL21 pLysS was used as a host E. coli for the expression of BMP-2 gene derived from humans. This strain has the advantage that the expression of T7 RNA polymerase is strongly regulated compared to the existing E. coli, Therefore, there is a very advantageous advantage in mass production.

본 발명에서 제공하는 BMP-2 생산 대장균 변이주로부터 생산되는 인간 유래의 재조합 BMP-2 단백질을 고효율로 정제하기 위한 방법은, 하기의The method for highly efficient purification of human-derived recombinant BMP-2 protein produced from the BMP-2 producing E. coli mutant strain provided by the present invention is as follows.

(1) 대장균 변이주 E.coli BMP-RSET를 파쇄한 후 세포 용출액을 CM 세파로스로 충진한 컬럼에서 1차 정제하는 단계; 및(1) crushing E. coli BMP-RSET of E. coli mutant strain, and then purifying the cell eluate on a column packed with CM Sepharose; And

(2) 상기 1차 정제한 용출액을 컷오프 멤브레인을 이용하여 농축하는 단계; 및(2) concentrating the first purified eluate using a cutoff membrane; And

(3) 상기 농축액을 니켈 또는 구리 함유 수지에 통과시켜 2차 정제하는 단계;(3) second purification by passing the concentrate through a nickel or copper-containing resin;

를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.Characterized in that configured to include.

본 발명에서 제공하는 대장균 변이주가 인간 BMP-2 유전자 유래의 재조합BMP-2를 생산하는 것을 입증하기 위하여, 본 발명에서는 PCR 및 웨스턴 블랏과 같은 생화학적 및 분자생물학적 실험을 실시하여 분자 수준에서 재조합 BMP-2의 특성을 분석하였다. 본 발명에서 제공하는 대장균 변이주는 고등 생물 세포와는 달리 대량생산을 위한 이상적인 발현 시스템으로 제공될 수 있다.In order to demonstrate that the E. coli mutant strain provided by the present invention produces recombinant BMP-2 derived from the human BMP-2 gene, biochemical and molecular biological experiments such as PCR and Western blot are performed to carry out recombinant BMP at the molecular level. Characterization of -2 was analyzed. E. coli mutant strain provided by the present invention can be provided as an ideal expression system for mass production, unlike higher biological cells.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하지만, 본 발명의 권리범위가 이들에 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예 1: 인간 유래의 BMP-2 유전자의 증폭 및 클로닝Example 1 Amplification and Cloning of BMP-2 Gene from Humans

인간 유래의 BMP-2 유전자의 증폭을 위하여, 유전자 염기서열 데이터베이스인 Gene bank(NIH, U.S.A)에 수록된 염기서열을 참고로 하여 BMP-2 유전자(Genetics Institute사, U.S.A.)의 cDNA 라이브러리로부터 BMP-2에 특이적인 프라이머를 제조하였다. 그 서열을 도 1에 나타내었다. 도 1의 프라이머 서열에서 밑줄 표시부분은 제한효소 절단 염기서열이며 음영처리된 부분은 각각 성숙형 BMP-2 유전자의 처음과 끝부분을 나타낸다.For amplification of BMP-2 genes derived from humans, BMP-2 from the cDNA library of the BMP-2 gene (Genetics Institute, USA), with reference to the nucleotide sequences contained in the gene bank (NIH, USA), a gene sequencing database. Primers specific for were prepared. The sequence is shown in FIG. In the primer sequence of FIG. 1, the underlined portions are restriction enzyme cleavage sequences and the shaded portions represent the beginning and end of the mature BMP-2 gene, respectively.

상기의 프라이머를 이용하여 PCR을 수행함으로써 인간 유래의 BMP-2 유전자를 증폭하였다(MJ thermal cycler PTC 100). 이 때, PCR은 denaturation(94℃, 1분), annealing(55℃, 2분), extension(72℃, 3분)의 순서로 30사이클을 수행한 후 final extension은 72℃에서 10분간 실시하였다.PCR was performed using the primers above to amplify the BMP-2 gene derived from humans (MJ thermal cycler PTC 100). At this time, PCR was performed for 30 cycles in the order of denaturation (94 ° C, 1 minute), annealing (55 ° C, 2 minutes), extension (72 ° C, 3 minutes), and final extension was performed at 72 ° C for 10 minutes. .

PCR 증폭한 BMP-2 유전자를 전기영동한 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2를통하여, 인간 유래의 BMP-2 유전자가 상기 프라이머를 이용한 PCR을 통하여 선별적으로 증폭되었음을 알 수 있다.Electrophoresis of the PCR-amplified BMP-2 gene is shown in FIG. 2. 2, it can be seen that BMP-2 gene derived from human was selectively amplified by PCR using the primer.

실시예 2: 재조합 셔틀벡터(shuttle vector) pBMP-T의 제조Example 2 Preparation of Recombinant Shuttle Vector pBMP-T

상기 PCR 증폭한 인간 유래의 BMP-2 유전자를 pGEM-T easy 벡터에 삽입하고 이를E.coliJM109에 도입하여 BMP-2 유전자의 클로닝을 위한 재조합 셔틀벡터 pBMP-T를 제조하였다.The PCR-amplified human BMP-2 gene was inserted into pGEM-T easy vector and introduced into E. coli JM109 to prepare a recombinant shuttle vector pBMP-T for cloning BMP-2 gene.

상기 실시예 1에서 PCR 증폭한 인간 유래의 BMP-2 유전자 단편을 pGEM-T easy 벡터에 삽입하고, 이를 37℃에서 배양하여 준비한E.coliJM109에 염화칼슘법(CaCl2방법)으로 도입하여, 상기 대장균을 형질전환시켰다.The human-derived BMP-2 gene fragment PCR-amplified in Example 1 was inserted into a pGEM-T easy vector and introduced into the E. coli JM109 prepared by culturing at 37 ° C. by the calcium chloride method (CaCl 2 method). E. coli was transformed.

그 결과, 다양한 형질전환체들이 제조되었는데, 이 중 유전자에 결함이 없는 형질전환체를 선별하고, 인간 유래의 BMP-2 유전자가 pGEM-T easy 벡터에 삽입되었는지를 확인하기 위하여, 상기 제조한 재조합 벡터 pBMP-T를 제한효소SalI/NcoIBamHI/EcoRI등으로 절단한 후 이를 전기영동하고 그 결과를 도 3에 나타내었다.As a result, various transformants were prepared, among which transformants without defects were selected, and the recombinant was prepared to confirm whether the BMP-2 gene of human origin was inserted into the pGEM-T easy vector. Vector pBMP-T was digested with restriction enzymes SalI / NcoI and BamHI / EcoRI and then electrophoresed and the results are shown in FIG. 3.

상기 도 3을 통하여, 인간 유래의 BMP-2 유전자가 벡터에 완벽하게 삽입되었음을 알 수 있다. 이러한 형질전환체로부터 제조된 재조합 셔틀벡터를 pBMP-T로 명명하고, 이의 개열지도를 도 4에 나타내었다.3, it can be seen that the human-derived BMP-2 gene is completely inserted into the vector. The recombinant shuttle vector prepared from such a transformant was named pBMP-T, and a cleavage map thereof is shown in FIG. 4.

실시예 3: 재조합 발현벡터 pBMP-RSET의 제조Example 3: Preparation of Recombinant Expression Vector pBMP-RSET

상기 재조합 셔틀벡터 pBMP-T에 포함되어 있는 인간 유래의 BMP-2 유전자를 대장균 안에서 발현하기 위한 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 제조하였다. 이를 위하여, T7 프로모터 부위 및 6개의 히스티딘 표지인자(tag)를 가지고 있는 대장균 발현벡터인 pRSET를 이용하였다.A recombinant expression vector pBMP-RSET was prepared for expressing a human-derived BMP-2 gene included in the recombinant shuttle vector pBMP-T in Escherichia coli. To this end, pRSET, an E. coli expression vector having a T7 promoter region and six histidine tags, was used.

상기 재조합 셔틀벡터 pBMP-T로부터 BMP-2의 개시암호(startcodon)와 신호서열(signal sequence)을 포함하는 350kb 크기의 완전 유전자(full gene)를 준비하고, 이를 T7 프로모터와 같은 방향으로E. coli에 삽입하여 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 제조하였다. 즉, 본 발명에서 제조한 프라이머에는BamHIEcoRI에 의한 절단 부위가 존재하므로, 상기 재조합 pBMP-T 벡터를BamHIEcoRI으로 절단한 후 용리(elution)하고, 이것을 상기와 동일한 제한효소를 처리하여 정제한 pRSET 벡터와 혼합한 후, T4 접합효소를 이용하여 결합시킨 다음, 이를 대장균에 도입하여 형질전환시킴으로써 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 제조한 것이다.From the recombinant shuttle vector pBMP-T, a 350 kb full gene including a startcodon and a signal sequence of BMP-2 was prepared, and the E. coli in the same direction as the T7 promoter was prepared. Inserted into the recombinant expression vector pBMP-RSET was prepared. That is, since the cleavage site by BamHI and EcoRI exists in the primer prepared in the present invention, the recombinant pBMP-T vector is cleaved with BamHI and EcoRI and then eluted, and this is purified by treating the same restriction enzyme as described above. The recombinant expression vector pBMP-RSET was prepared by mixing with one pRSET vector, binding with T4 conjugated enzyme, and then introducing the transformant into Escherichia coli.

상기 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 제한효소로 처리하여 BMP-2 유전자의 존재 여부를 확인하였다. 상기 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 제한효소BamHIEcoRI로 절단한 후 전기영동한 결과, 350bp의 인간 유래의 BMP-2 유전자가 존재함을 확인할 수 있었다(도 5). 상기 제조합 발현벡터 pBMP-RSET의 개열지도를 도 6에 나타내었다.The recombinant expression vector pBMP-RSET was treated with a restriction enzyme to confirm the presence of the BMP-2 gene. The recombinant expression vector pBMP-RSET was digested with restriction enzymes BamHI and EcoRI , followed by electrophoresis. As a result, the presence of 350 bp human BMP-2 gene was present (FIG. 5). The cleavage map of the prepared expression vector pBMP-RSET is shown in FIG. 6.

실시예 4: 대장균 변이주Example 4: Escherichia coli mutant strain E.coliE.coli BMP-RSET의 제조Preparation of BMP-RSET

상기 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 37℃에서 배양한 대장균 BL21(DE3)pLysS에 도입하여 재조합 BMP-2 단백질을 생산하는 대장균 변이주를 제조하였다.The recombinant expression vector pBMP-RSET was introduced into Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS cultured at 37 ° C. to prepare E. coli mutant strains producing recombinant BMP-2 protein.

대장균 BL21(DE3)pLysS 세포 현탁액(OD600=0.5) 10㎖를 원심분리한 후 상등액을 제거한 펠렛을 100mM의 염화칼슘(CaCl2) 1/2 부피로 재현탁하였다. 이를 다시 원심분리하여 상등액을 제거한 후 1/10 부피의 100mM 염화칼슘을 첨가하여 재현탁하였다.After centrifugation of 10 ml of the E. coli BL21 (DE3) pLysS cell suspension (OD 600 = 0.5), the pellet from which the supernatant was removed was resuspended in 1/2 volume of 100 mM calcium chloride (CaCl 2 ). This was again centrifuged to remove the supernatant and resuspended by adding 1/10 volume of 100 mM calcium chloride.

이렇게 하여 제조된 컴페턴트 세포(competent cell)에 BMP-2 유전자를 포함한 라이게이션 혼합물 10㎕를 첨가하고 ice에서 1시간동안 정체시켰다. 이를 42℃에서 90초간 heat shock을 가해 BMP-2 유전자를 대장균 세포 내로 도입하여 형질전환시켰다. 그 다음, ice에서 5분간 잠시 정체시킨 후 LB 배지(트립톤 10g, 이스트 5g, 염화나트륨 5g, 총 1L)를 10㎖ 첨가하고 37℃에서 1시간동안 진탕배양하였다. 이 세포를 200㎕씩 취하여 LB-AP 아가 배지에 도말한 후 37℃에서 배양하여 BMP-2 유전자가 도입된 대장균 변이주를 제조하였다.10 μl of the ligation mixture containing the BMP-2 gene was added to the competent cells thus prepared and allowed to stand for 1 hour on ice. Heat shock was applied at 42 ° C. for 90 seconds to transform the BMP-2 gene into E. coli cells. Then, the mixture was allowed to stand for 5 minutes on ice, and then 10 ml of LB medium (tryptone 10g, yeast 5g, sodium chloride 5g, total 1L) was added and shaken at 37 ° C for 1 hour. 200 μl of these cells were taken, plated in LB-AP agar medium, and cultured at 37 ° C. to prepare an E. coli mutant strain into which the BMP-2 gene was introduced.

상기와 같은 대장균 변이주를 에스케리치아 콜라이(Escherichia coli) BMP-RSET)라 명명하고, 이를 2002년 3월 11일자로 한국생명공학연구원 유전자은행에 기탁번호 KCTC 18099P로 기탁하였다.The above E. coli mutant strain was named Escherichia coli (BMP-RSET), and was deposited on March 11, 2002 to the Korea Biotechnology Research Institute gene bank with the accession number KCTC 18099P.

실시예 5: 재조합 BMP-2의 발현 및 확인Example 5: Expression and Identification of Recombinant BMP-2

상기 대장균 변이주E.coliBMP-RSET로부터 재조합 BMP-2 단백질을 발현하고확인하였다.The recombinant BMP-2 protein was expressed and identified from the E. coli BMP-RSET.

상기 대장균 변이주E.coliBMP-RSET를 배양하는 배지로 10g 트립톤, 5g 염화칼슘, 5g 이스트 추출물을 함유하는 LB 배지를 이용하였다. 상기 LB 배지에 상기 대장균 변이주E.coliBMP-RSET를 접종한 후 37℃에서 진탕배양하고 이를 1/100양으로 fresh한 LB배지에 다시 접종한 후 30℃에서 약 90분간 진탕 배양하였다. 상기 배양액의 흡광도를 측정하여 OD600=0.6이 되었을 때, 농도 500μM의 IPTG를 첨가해 준 후 약 5시간동안 다시 진탕배양하고 배양된 세포를 원심분리하여 수확하였다.LB medium containing 10 g tryptone, 5 g calcium chloride, and 5 g yeast extract was used as a medium for culturing E. coli BMP-RSET. After inoculating the E. coli BMP-RSET E. coli mutant strain in the LB medium, the culture was shaken at 37 ℃ and inoculated again in fresh LB medium in 1/100 volume and incubated for about 90 minutes at 30 ℃. When the absorbance of the culture solution was measured to be OD 600 = 0.6, 500 µM of IPTG was added thereto, and then shaken again for about 5 hours, and the cultured cells were harvested by centrifugation.

대장균을 이용하여 외래 단백질을 생산할 때 큰 문제점 중 하나는 단백질이 다량 발현은 되지만 대부분이 세포 내부에서 활성을 갖지 못하는 인클루젼 바디 (inclusion bodies)를 형성한다는 점인데, 이러한 인클루젼 바디를 형성하는 이유 는 단백질 발현 유도물질인 IPTG의 농도 과다 등의 이유에서 기인하는 것이다. 이에 본 발명에서는 인클루젼 바디의 생성을 억제하기 위하여 상기와 같은 조건으로 배양한 것이다.One of the big problems when using E. coli to produce foreign proteins is that they form inclusion bodies in which the protein is expressed in large quantities but most of them are inactive. The reason for this is attributable to an excessive concentration of IPTG, a protein expression inducer. Therefore, in the present invention, it is cultured under the conditions as described above to suppress the production of the inclusion body.

상기 배양한 대장균 변이주E.coliBMP-RSET로부터 BMP-2 단백질이 발현된 것을 확인하기 위하여, 대장균 변이주를 세포 용해 완충액(Cell Lysis Buffer, 50mM Tris-HCl, 5% 2-머캅토에탄올, 0.4% w/v SDS, 10mM EDTA 함유, pH8.0)으로 파쇄한 후 그 파쇄액을 이용하여 쿠마시-블루 폴리아크릴아미드 겔 러닝(Coomassie-blue Polyacrylamide gel running)을 수행하였다. 그 다음, 안티-BMP-2(anti-BMP-2 Lf) 모노클로날 항체(R&D systems)를 이용하여 웨스턴 블랏(Western blot)을 수행하였다.In order to confirm that the BMP-2 protein was expressed from the cultured E. coli BMP-RSET, the E. coli mutant strain was lysed with a cell lysis buffer (Cell Lysis Buffer, 50 mM Tris-HCl, 5% 2-mercaptoethanol, 0.4%). w / v SDS, containing 10 mM EDTA, pH8.0), and then subjected to Coomassie-blue Polyacrylamide gel running using the crushing solution. Western blots were then performed using anti-BMP-2 Lf monoclonal antibodies (R & D systems).

BMP-2 유전자를 발현하는 대장균 변이주의 배양시간에 따른 OD 측정값을 측정한 결과를 도 7에 나타내었다. 시간별 Optical Density(OD) 값은 하기 표 1과 같다.The measurement results of the OD measurement according to the incubation time of the E. coli mutant strain expressing the BMP-2 gene are shown in FIG. 7. Hourly Optical Density (OD) values are shown in Table 1 below.

시간time 1One 22 33 44 55 66 77 88 99 1010 1111 1212 ODOD 0.010.01 0.030.03 0.130.13 0.60.6 1.261.26 2.42.4 3.963.96 4.884.88 4.894.89 5.775.77 5.425.42 4.594.59

또한, BMP 유전자를 발현하는 대장균 변이주의 시간별 BMP-2 단백질의 발현량을 SDS-PAGE 및 웨스턴 블랏을 실시하여 측정한 결과를 도 8에 나타내었다. 그 결과, 인덕션(induction) 후 2시간이 경과된 시료의 재조합 BMP-2 생산률이 증가되었음을 알 수 있다.In addition, the results of measuring the expression level of BMP-2 protein over time of the E. coli mutant strain expressing BMP gene by SDS-PAGE and Western blot are shown in FIG. 8. As a result, it can be seen that the recombinant BMP-2 production rate of the sample 2 hours after induction was increased.

실시예 6: 재조합 BMP-2의 정제Example 6: Purification of Recombinant BMP-2

상기 수확한 대장균 변이주E.coliBMP-RSET를 0.1mM 소듐 포스페이트 완충액(Sodium phosphate buffer)에 용해시키고, 이 세포를 French press를 이용하여 파쇄한 후, 세포 용출액을 이온교환수지인 CM 세파로스(CM sepharose)로 충진한 컬럼을 이용하여 1차 정제한 후 10 KDa의 컷오프(cut off)인 멤브레인(membrane)을 이용하여 농축시켰다.The harvested E. coli BMP-RSET mutant was harvested in 0.1 mM sodium phosphate buffer, and the cells were disrupted using a French press, and the cell eluate was CM Sepharose (Ion exchange resin). After the first purification using a column filled with sepharose) and concentrated using a membrane (membrane) cut off of 10 KDa.

이온교환수지인 CM 세파로스 컬럼을 이용하여 1차 정제한 단백질의 SDS-PAGE 및 웨스턴 블랏을 실시한 결과, 38번부터 43번 분획에서 BMP-2단백질이 분리되어나오는 것을 알 수 있다(도 9).As a result of SDS-PAGE and Western blot of the protein purified first using a CM Sepharose column, an ion exchange resin, it can be seen that BMP-2 protein is separated from fractions 38 to 43 (FIG. 9). .

이렇게 농축된 재조합 BMP-2 단백질을 니켈 수지(nikel resin)를 이용하여 2차 정제를 실시하였다. 재조합 발현벡터 pRSET내에 히스티딘(histidine) 단백질을 코딩하는 유전자가 함유되어 있기 때문에, 상기 재조합 단백질 역시 히스티딘 단백질을 N-말단에 6개 함유하고 있다. 따라서, 니켈(nikel) 또는 구리(cupper)를 함유한 수지에 통과시키면 쉽게 정제가 가능하다.The concentrated BMP-2 protein thus concentrated was subjected to secondary purification using a nickel resin. Since the gene encoding the histidine protein is contained in the recombinant expression vector pRSET, the recombinant protein also contains six histidine proteins at the N-terminus. Therefore, purification can be easily carried out by passing through a resin containing nickel or copper.

1차 정제된 단백질을 니켈 수지에서 통과시킨 후 완충액(Phosphate buffer, 20mM sodium phosphate, 500mM NaCl, pH6.0)로 3회 이상 세척한 후, 용출을 위해 50, 100, 200, 350, 500mM의 이미다졸(imidazole) 용액을 순차적으로 첨가한 완충액을 이용하여 단백질을 분리해내었다.The first purified protein was passed through a nickel resin and washed three times or more with a phosphate buffer (20 mM sodium phosphate, 500 mM NaCl, pH 6.0), followed by 50, 100, 200, 350, 500 mM Proteins were isolated using a buffer in which sequentially added imidazole solution.

상기와 같이 정제한 재조합 BMP-2 단백질을 쿠마시-블루 폴리아크릴아미드 겔 러닝(Coomassie-blue Polyacrylamide gel running)을 수행한 다음 안티-BMP-2 (anti-BMP-2 Lf) 모노클로날 항체를 이용하여 웨스턴 블랏을 실시하였다. 그 결과, 재조합 BMP-2가 80% 순도로 정제된 것을 알 수 있다(도 10). 여기에서, 화살표 부분은 재조합 BMP-2 단백질 부분을 나타낸다.The recombinant BMP-2 protein purified as described above was subjected to Coomassie-blue Polyacrylamide gel running, followed by anti-BMP-2 (anti-BMP-2 Lf) monoclonal antibody. Western blot was performed. As a result, it can be seen that recombinant BMP-2 was purified to 80% purity (FIG. 10). Here, the arrow parts represent the recombinant BMP-2 protein parts.

이상의 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 골 형성 및 골 유도능이 뛰어난 인간 유래의 재조합 BMP-2 단백질을 대량으로 생산할 수 있는 대장균 변이주 및 상기 대장균 변이주로부터 생산되어 골 형성용 의약료 조성물의 유효성분으로 첨가하여 이용할 수 있는 재조합 BMP-2 단백질을 제공하는 뛰어난 효과가 있으므로 매우 유용한 발명인 것이다.As can be seen through the above embodiment, the present invention is produced from E. coli mutant and E. coli mutant strains capable of producing a large amount of human-derived recombinant BMP-2 protein having excellent bone formation and bone induction ability, and a pharmaceutical composition for bone formation It is a very useful invention because it has an excellent effect of providing a recombinant BMP-2 protein that can be added and used as an active ingredient.

Claims (5)

인간 유래의 BPM-2 유전자에 대하여 특이적인 하기 서열의 프라이머.A primer of the following sequence specific for a BPM-2 gene from human origin. BMP-2 단백질을 생산하는 대장균 변이주의 제조방법에 있어서, 하기의;In the method for producing E. coli mutant strain producing BMP-2 protein, (1) 인간 유래의 BMP-2 유전자를 제 1항의 프라이머를 이용하여 PCT 증폭하는 단계;(1) PCT amplifying a human-derived BMP-2 gene using the primer of claim 1; (2) 상기 PCR 증폭한 인간 유래의 BMP-2 유전자를 pGEM-T 벡터에 삽입하여 재조합 셔틀벡터 pBMP-T를 제조하는 단계;(2) inserting the PCR-amplified human BMP-2 gene into a pGEM-T vector to produce a recombinant shuttle vector pBMP-T; (3) 상기 재조합 셔틀벡터에 포함되어 있는 인간 유래의 BMP-2 유전자를 대장균 발현벡터(expression vecter) pRSET에 삽입하여 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를 제조하는 단계;(3) preparing a recombinant expression vector pBMP-RSET by inserting a human-derived BMP-2 gene included in the recombinant shuttle vector into an E. coli expression vector pRSET; (4) 상기 재조합 발현벡터 pBMP-RSET를에스케리치아 콜라이(Escherichia coli) BL21 pLysS에 도입하여 대장균 변이주에스케리치아 콜라이(Escherichia coli) BMP-RSET를 제조하는 단계;4, by introducing the recombinant expression vector pBMP-RSET in Escherichia coli (Escherichia coli) BL21 pLysS E. coli mutant strain Escherichia coli (Escherichia coli) to prepare a BMP-RSET; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인간 유래의 BMP-2 단백질을 생산하는 대장균변이주의 제조방법.Method for producing E. coli mutant strains to produce human-derived BMP-2 protein, characterized in that comprises a. 제 2항 기재의 방법에 의하여 제조됨을 특징으로 하는 인간 유래의 BMP-2 단백질 생산 대장균 변이주에스케리치아 콜라이(Escherichia coli) BMP-RSET (KCTC 18099P).The BMP-2 protein of human origin, characterized in that manufacturing by the method of 2, wherein the substrate producing E. coli mutant strain Escherichia coli (Escherichia coli) BMP-RSET ( KCTC 18099P). 제 3항 기재의 대장균 변이주에스케리치아 콜라이(Escherichia coli) BMP-RSET로부터 생산됨을 특징으로 하는 재조합 BMP-2 단백질.The E. coli mutant strain of the base material 3 Escherichia coli (Escherichia coli) recombinant BMP-2 proteins, characterized in that production from the BMP-RSET. 제 4항 기재의 재조합 BMP-2 단백질을 유효성분으로 함유함을 특징으로 하는 골 형성 및 유도용 조성물.A composition for bone formation and induction, comprising the recombinant BMP-2 protein according to claim 4 as an active ingredient.
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