KR20050084455A - Apparatus and method for storing proteins - Google Patents

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KR20050084455A
KR20050084455A KR1020057011708A KR20057011708A KR20050084455A KR 20050084455 A KR20050084455 A KR 20050084455A KR 1020057011708 A KR1020057011708 A KR 1020057011708A KR 20057011708 A KR20057011708 A KR 20057011708A KR 20050084455 A KR20050084455 A KR 20050084455A
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alkaline buffer
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KR1020057011708A
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데이비드 필립 나이트
라리싸 피녹크
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스핀'테크 엔지니어링 게엠베하
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Abstract

An apparatus for the storage of a protein (20) comprising a first compartment (30) for storing the protein (20) and a second compartment (40) for storing an alkaline buffer (50), the second compartment (40) being in fluid communication with the first compartment (30) is described. In one preferential embodiment of the invention, the alkaline buffer comprises calcium ions which encourage the gelling of the protein (20). A method for the storage of a protein (20) is also described. The method comprises: a first step of placing the protein in a first storage compartment (30); a second step of exposing the protein (20) to an alkaline buffer (50); and a third step of maintaining the protein (20) in the alkaline atmosphere in the first storage compartment (30).

Description

단백질을 저장하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR STORING PROTEINS}Apparatus and method for storing proteins {APPARATUS AND METHOD FOR STORING PROTEINS}

본 발명은 단백질의 저장을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to apparatus and methods for the storage of proteins.

단백질의 장기간 저장과 관련된 문제중의 하나는 시간이 경과함에 따라 분자가 분해되어 이들의 생물학적 특성을 잃는다는 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 단백질 저장방법에 관한 선행 기술이 발달되어 왔다.One of the problems associated with long-term storage of proteins is that over time, molecules degrade and lose their biological properties. In order to solve this problem, prior art regarding protein storage method has been developed.

예를들면, 일본특허출원 JP-A-63-092671(Kanebo)는 피브린 또는 콜라겐이 수용액에 용해되어 있는 단백질의 저장 방법을 설명한다. 가수분해 효소는 킬레이트제 다음에 용액에 부가된다. 혼합물의 pH는 4.5 내지 7.5로 조절되며 용액은 건조되어 200-600 범위의 평균 중합화 정도를 갖는 폴리머를 생성한다.For example, Japanese Patent Application JP-A-63-092671 (Kanebo) describes a method for storing proteins in which fibrin or collagen is dissolved in an aqueous solution. The hydrolase is added to the solution after the chelating agent. The pH of the mixture is adjusted to 4.5 to 7.5 and the solution is dried to yield a polymer having an average degree of polymerization in the range of 200-600.

그러나, 자연상태에서 효소 처리 및 킬레이트제 처리없이 단백질을 저장하는 것이 가능함이 바람직할 것이다.However, it would be desirable to be able to store proteins in nature without enzyme treatment and chelating agent treatment.

단백질을 저장하기 위한 몇몇 방법이 공지되어 있다. 누에 봄비스 모리(Bombyx mori) 및 저장된 단백질 도프(dope) 또는 공급원료로부터의 다른 척추동물 종에 의해 생성되는 광택의 필라멘트인 천연 실크가 좋다. 상기 실크는 현재 물질 제조에 사용되는 합성 폴리머와 비교할 때 이점을 제공하며 이들의 특성은 분비기관내의 단백질 도프의 장기간 저장에 의해 실질적으로 영향을 받지 않는다. 예를들면, 특정 거미줄의 인장강도 및 질김은 가장 질기고 튼튼한 인공섬유인 KevlarTM 섬유의 인장강도 및 질김을 능가한다. 거미줄 실크는 고온에 대한 안정성을 또한 갖는다. 수많은 실크는 또한 생물분해성이며 환경에서 존속하지 않는다. 이들은 재생되며 용매로 물만을 사용하여 매우 효과적인 낮은 압력 및 낮은 온도 처리에 의해 생성된다. 천연 방직과정은 수용액의 단백질이 질기고 매우 불용성인 물질로 전환된다는 점에서 주목할만 하다. 명주실을 생성하는 거미 및 누에의 방직과정은 Vollrath 및 Knight등의 "Liquid crystalline spinning of spider silk", Nature, vol. 410, 29 March 2001, pages 541-8에 개시되어 있다. 상기 저자들은 거미 및 누에가 이들의 단백질 도프 분자를 저장하고 이들을 강한 실로 압출성형한다는 것을 주목했다. 상기 기사는 거미의 천연 방직 작용기전은 방직 도프가 방직 관을 통과할때 수소이온 및 칼륨이온의 부가 및 나트륨 이온의 제거를 수반한다는 증거를 관찰하였다.Several methods are known for storing proteins. Natural silk is a glossy filament produced by silkworm Bombyx mori and other protein species of stored protein dope or feedstock. The silk provides an advantage compared to synthetic polymers currently used to make materials and their properties are substantially unaffected by long term storage of protein dope in the secretory organs. For example, the tensile strength and toughness of certain webs outweighs the tensile strength and toughness of Kevlar fiber, the toughest and most durable artificial fiber. Cobweb silk also has stability to high temperatures. Many silks are also biodegradable and do not persist in the environment. They are regenerated and are produced by very effective low pressure and low temperature treatments using only water as solvent. The natural weaving process is noteworthy in that the protein in the aqueous solution is converted into a tough and very insoluble substance. The process of weaving spiders and silkworms that produce silk threads is described in Vollrath and Knight, "Liquid crystalline spinning of spider silk", Nature, vol. 410, 29 March 2001, pages 541-8. The authors noted that spiders and silkworms store their protein dope molecules and extrude them into strong yarns. The article observed evidence that the spider's natural weaving mechanism involves the addition of hydrogen ions and potassium ions and the removal of sodium ions as the textile dope passes through the textile tube.

Knight 및 Vollrath의 "Biological Liquid Crystal Elastomers", Trans. Phil. R. Soc. B. 357, 155-163(2002)에서, 저자들은 스피드로인 및 피브로인 단백질의 조합이 질긴 실을 형성하는 것은 실크, 누에의 피브로인 및 거미의 스피드로인의 주요 단백질 구조가 ABAB 유형의 친양쪽성 반복성 블록 공중합체라는 사실에 좌우됨을 지적하였다.Knight and Vollrath, "Biological Liquid Crystal Elastomers", Trans. Phil. R. Soc. In B. 357, 155-163 (2002), the authors note that the combination of velcroin and fibroin protein forms a tough yarn, which indicates that the major protein structures of silk, silkworm fibroin, and spider velcroin are of the ABAB type of kin It is pointed out that it depends on the fact that it is a repeatable block copolymer.

스피드로인 및 피브로인은 두가지 상태에서 발견된다. 첫번째 상태는 안전한 저장 상태로, 매우 긴 단백질 사슬이 접혀서 짧고, 다소 밀집된 막대기 모양의 분자인 것으로 여겨진다. 첫번째 상태에서 피브로인 또는 스피드로인 단백질은 압도적으로 랜덤 코일 및/또는 나선형 2차구조를 갖는다. 두번째 상태는 고체상태로 압도적으로 베타 결정체의 2차구조를 갖는다. 이 두번째 상태는 약 직경 5nm의 매우 긴 나노미소섬유의 높은 팩킹 부분을 함유하는 나노미소섬유 합성물이다. 나노미소섬유는 질긴 실의 긴 축에 실질적으로 평행하게 향하며 모든 또는 대부분의 베타 결정체를 함유하는 것으로 여겨진다. 상기 베타 결정체는 약 5nm의 폭을 가지며 나노미소섬유의 긴 축에 실질적으로 평행하게 배열된다. 보다 적은 결정체의 소량 및 더욱 무질서한 물질은 나노미소섬유간에 매트릭스를 형성하는 것으로 여겨진다.Speed-in and fibroin are found in two states. The first state is a safe storage state, in which very long protein chains are folded and are thought to be short, somewhat dense stick-like molecules. In the first state the fibroin or speedoin protein has an overwhelmingly random coil and / or helical secondary structure. The second state is the solid state and has a predominantly secondary structure of beta crystals. This second state is a nanomicrofiber composite containing a high packing portion of very long nanomicrofibers of about 5 nm in diameter. Nanomicrofibers are thought to contain substantially all or most of the beta crystals that are directed substantially parallel to the long axis of the tough yarn. The beta crystals have a width of about 5 nm and are arranged substantially parallel to the long axis of the nanomicrofibers. Lesser amounts of crystals and more disordered materials are believed to form a matrix between nanomicrofibers.

상기 첫번째 저장 상태는 준안정이다. 두번째 나노미소섬유 상태로의 그 전환은 분자의 집합 및 2차구조의 형태변화에 관여하는 것으로 여겨진다. 형태변화는 '랜덤코일'/알파 나선에서 베타 결정체 구조로 변형되는 반복성 블록 공중합체의 가장 소수성 블록 유형에서 발생하는 것으로 여겨진다. 적어도 5개 인자가 생체내 질긴 실을 형성하는 집합 및 형태 변화에 관여하는 것으로 여겨진다: pH의 감소; 단백질에의 칼륨이온의 부가; 단백질로부터 나트륨이온의 제거; 물의 제거 및 형성된 실에 기계적 스트레인의 적용. 또한, 상기 전환은 폴리올 및 계면활성제의 분비에 의해 촉진될 수 있다. 거미의 방직 관 내층의 최종 부분에서 낮은 표면 에너지를 갖는 정교한 세로의 리지(ridge)는 단백질 도프의 고형 실로의 전환을 촉진시킬 것이다. 일단 짧은 나노미소섬유가 형성되면, 이들은 단백질의 추가 집합 및 형태변화를 개시하는 씨드(seed)로 작용함으로써 변화의 전반적인 속도를 향상시킬 수 있다.The first storage state is metastable. The transition to the second nanomicrofiber state is believed to be involved in the aggregation of molecules and the morphology of secondary structures. Morphological changes are believed to occur in the most hydrophobic block types of repeating block copolymers that transform from 'random coil' / alpha helices into beta crystalline structures. At least five factors are believed to be involved in aggregation and morphological changes that form tough yarns in vivo: a decrease in pH; Addition of potassium ions to the protein; Removal of sodium ions from proteins; Removal of water and the application of mechanical strain to the formed thread. The conversion can also be facilitated by the secretion of polyols and surfactants. Sophisticated longitudinal ridges with low surface energy in the final part of the spider's inner tube layer will facilitate the conversion of protein dope to solid threads. Once short nanomicrofibers are formed, they can act as seeds to initiate further aggregation and morphology of proteins, thereby improving the overall rate of change.

피브로인 또는 스피드로인의 첫번째 저장상태의 용액이 처리되지 않는다면, 이들은 불용성 베타 결정체 상태로 자발적으로 변형됨으로써 유용한 실로 압출성형 또는 방직될 수 없는 미숙한 불용성 플록(floc) 또는 겔을 형성한다. 상기 변형은 매우 빠르므로 완성되는데 1-3일이 걸린다. 이는 실크 단백질로부터 실을 압출성형 또는 방직할 때 문제된다. 세균 단백질분해는 단백질을 짧은 펩티드로 절단함으로써 생체내 이러한 변형에서 일부를 담당한다. 다르게는, 단백질 가수분해는 집합 또는 형태변화를 억제하는 보호 영역을 제거함으로써 상기 변형을 촉진시킬 수 있다. 천연 피브로인 또는 스피드로인 용액의 불용성 형태로의 변형은 베타 상태로 이미 변형된 물질을 살포함으로써 촉진될 수 있다. 천연 용액의 동결 또는 기계적 전단(shearing)은 베타 결정체 상태로의 변형을 초래할 것이다. 리튬 브로미드, 리튬 티오시안에이트, 소듐 티오시안에이트, 칼슘 클로리드, 칼슘 니트레이트와 같은 무질서 제작제(chaotropic agent)에서 실크 실을 분해함으로써 제조되는 재생된 피브로인 및 스피드로인 용액은 상기 무질서 제작제가 투석에 의해 제거될 때 플록 또는 겔의 유사한 형성을 일반적으로 겪는다. 이는 재생된 실크로부터 재료를 방직 또는 압출성형할 때 문제된다.If the solution of the first stored state of fibroin or speedloin is not treated, they spontaneously deform into insoluble beta crystals, forming an immature insoluble floc or gel that cannot be extruded or woven into a useful yarn. The deformation is so fast that it takes 1-3 days to complete. This is a problem when extruding or weaving yarns from silk proteins. Bacterial proteolysis is responsible for some of these modifications in vivo by cleaving proteins into short peptides. Alternatively, proteolysis can promote the modification by removing protective regions that inhibit aggregation or morphology. The modification of the natural fibroin or velcroin solution into an insoluble form can be facilitated by sparging the already modified material in beta state. Freezing or mechanical shearing of the natural solution will result in transformation to beta crystalline state. Regenerated fibroin and velcroin solutions prepared by decomposing silk yarn in a chaotropic agent such as lithium bromide, lithium thiocyanate, sodium thiocyanate, calcium chloride, calcium nitrate are prepared from the disorder. A similar formation of flocs or gels generally occurs when I am removed by dialysis. This is a problem when weaving or extruding material from recycled silk.

첫번째 저장 상태는 누에 분비선의 후부 및 중간 부분 및 거미의 유사 A-zone에서 발견된다. 이들 각각의 분비선 영역에서 단백질은 놀랄만큼 높은 농도(2--40% w/v)로 저장되어 있다. 거미의 경우, 단백질은 실크 분비관의 첫번째, 두번째 및 세번째 다리의 대부분을 통해 존속하는 높은 점액성 액체 결정체로서 저장되는 것으로 여겨진다. 누에의 경우, 단백질은 새롭게 탈피한 최종 영(instar) 누에의 실크 분비선의 후방 및 중간 부분내에 겔로서 저장되지만 단백질이 실로 되기 바로 직전에 관(전방 부분)에서 졸로 변형된다. 그 후에, 겔에서 졸로의 변형은 분비 경로를 뒤쪽으로 증식시켜 중간 및 후방 부분에 저장된 물질이 앞쪽으로 흐르게 하여 관의 전방(말단부)의 필라멘트를 줄일 수 있다.The first state of storage is found in the posterior and middle portions of the silk gland and the pseudo-A-zone of spiders. Proteins in each of these glands are stored at surprisingly high concentrations (2--40% w / v). For spiders, the protein is believed to be stored as high mucus liquid crystals that persist through most of the first, second and third legs of the silk gland. In the case of silkworms, the protein is stored as a gel in the back and middle portions of the silk glands of the newly infested final instar silkworms but is transformed into a sol in the tube (front part) just before the protein is threaded. Subsequently, the gel-to-sol modification can propagate the secretory pathway backwards, allowing the material stored in the middle and posterior portions to flow forward, reducing the front (end) filaments of the tube.

도 1은 단백질 저장에 적절한 장치의 첫번째 구체예에 대한 개략도를 나타낸다.1 shows a schematic of a first embodiment of a device suitable for protein storage.

도 2는 단백질 저장에 적절한 장치의 두번째 구체예에 대한 개략도를 나타낸다.2 shows a schematic of a second embodiment of a device suitable for protein storage.

도 3은 농축된 천연 피브로인 용액에 대해 알칼리 완충액 및 소듐 아지드의 저장 기간에 대한 효과를 나타내는 결과이다.FIG. 3 is a result showing the effect of storage time of alkaline buffer and sodium azide on concentrated natural fibroin solution.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명의 목적은 단백질 저장을 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for protein storage.

본 발명의 목적은 단백질 저장을 위한 첫번째 구획 및 알칼리 완충액의 저장을 위한 두번째 구획을 포함하는 단백질의 저장용 장치를 제공함으로써 이루어진다. 본 발명의 바람직한 구체예로서, 두번째 구획은 염화칼슘을 함유하는 알카리성 완충액을 함유한다. 두번째 구획은 첫번째 구획과 유체(즉, 액체 또는 기체)과 교류된다. 첫번째 구획에 저장된 단백질은 칼슘이온을 함유하는 알칼리 상태로, 이 상태에서는 분비기관으로부터 직접적으로 제거된 비처리된 스피드로인 또는 피브로인 용액 또는 무질서 제작제에서 거미 또는 누에를 분해함으로써 제조되는 것보다 상당히 안정하다. 그러므로, 단백질의 베타 상태를 형성하는 베타-시트 형태의 분해 또는 조기 형성은 매우 지연된다.It is an object of the present invention to provide an apparatus for the storage of proteins comprising a first compartment for protein storage and a second compartment for storage of alkaline buffer. In a preferred embodiment of the invention, the second compartment contains an alkaline buffer containing calcium chloride. The second compartment is in communication with the first compartment and the fluid (ie liquid or gas). The protein stored in the first compartment is in an alkaline state containing calcium ions, which is considerably more than that produced by decomposing spiders or silkworms in an untreated velcroin or fibroin solution or disordered preparation removed directly from the secretory organs. Stable. Therefore, degradation or early formation of the beta-sheet form that forms the beta state of the protein is very delayed.

본 발명의 한 구체예로서, 상기 알칼리 완충액은 암모니아, 암모늄 아세티이트, 암모늄 포름에이트, 암모늄 시트레이트, 트리스/HCl, HEPES, PIPES, 소듐 카보네이트, 포타슘 카보네이트, 소듐 포스페이트, 포타슘 포스페이트 또는 이들의 혼합물로 구성되는 알칼리 그룹으로부터 선택된다.In one embodiment of the invention, the alkaline buffer is ammonia, ammonium acetate, ammonium formate, ammonium citrate, tris / HCl, HEPES, PIPES, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate or mixtures thereof It is selected from the alkali group which consists of.

구체예로서, 알칼리 완충액외에 소듐 아지드가 단백질에 부가된다. 다르게는, 페닐 티오유레아, 소듐 시아니드 또는 포타슘 시아니드가 부가될 수 있다.In an embodiment, sodium azide is added to the protein in addition to the alkaline buffer. Alternatively, phenyl thiourea, sodium cyanide or potassium cyanide can be added.

다른 구체예로서, 100-700mM의 칼슘이온이, 바람직하게는 클로리드로서 알칼리 완충액에 부가된다. 이러한 환경하에서, 상기 알칼리 완충액은 카보네이트 또는 포스페이트 이온을 함유하지 않을 수 있다.In another embodiment, 100-700 mM calcium ion is added to the alkaline buffer, preferably as chloride. Under such circumstances, the alkaline buffer may not contain carbonate or phosphate ions.

칼슘이온이 알칼리 완충액에 부가될 때, 이들은 실크 단백질의 농축된 용액 또는 겔에 대한 이들 유사체를 초래한다. 이러한 방법으로 생성된 겔은 실크 단백질의 졸 상태의 용액보다 훨씬 안정하다. 이러한 방법으로 유도된 겔 상태는 압출성형, 방직 또는 실크를 형성하기 전에 졸 상태로 다시 전환될 수 있다. 이는 암모니아 또는 소듐 히드록시드 용액을 사용하여 pH 7.0-7.8로 조절된 20-100mM 에틸렌다아민 테트라아세트산(EDTA) 용액을 함유하는 투석 용액에 대해 투석에 의해 이루어 질 수 있다. 이 처리는 칼슘이온을 제거한다. 다르게는, 칼슘이온은 이온-없는 물에 대해 투석에 의해 제거될 수 있다. 어느 경우에서든, 역삼투압에 의해 단백질 농도를 유지 또는 증가시키기 위해 폴리에틸렌 글리콜 또는 다른 수용성 폴리머가 부가될 수 있다.When calcium ions are added to alkaline buffers, they result in these analogs to concentrated solutions or gels of silk proteins. The gel produced in this way is much more stable than a sol solution of silk protein. The gel state derived in this way can be converted back to the sol state before forming the extrusion, textile or silk. This can be done by dialysis against a dialysis solution containing 20-100 mM ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) solution adjusted to pH 7.0-7.8 using ammonia or sodium hydroxide solution. This treatment removes calcium ions. Alternatively, calcium ions can be removed by dialysis against ion-free water. In either case, polyethylene glycol or other water soluble polymer may be added to maintain or increase protein concentration by reverse osmosis.

바람직한 구체예로서, 첫번째 저장 구획 벽의 내부 표면의 적어도 일부는 단백질의 베타 시트 형태의 조기 형성을 막는 것을 보조하는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 시레인, 나일론, 폴리에틸렌 또는 폴리 카보네이트와 같은 저 표면 에너지를 갖는 물질로부터 형성되거나 또는 피막된다.In a preferred embodiment, at least a portion of the inner surface of the first storage compartment wall is low, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), silane, nylon, polyethylene or polycarbonate, which helps prevent premature formation of the beta sheet form of the protein. It is formed or coated from a material having surface energy.

장치에서, 상기 알칼리 완충액은 기체형태이거나 용액이다. 완충액이 가스 형태로 사용될 경우, 완충액은 표면 또는 단백질 용액의 표면에 직접적으로 적용될 수 있거나 또는 다공성 또는 반투과성 표면을 통해 확산될 수 있다. 알칼리 완충액이 용액으로 사용될 경우, 완충액은 다공성 또는 반투과 막에 의해 단백질로부터 분리될 수 있거나 또는 완충 용액의 개별적인 흐름은 단백질 용액의 흐름에 적용될 수 있으며 그 결과, 단백질 용액의 표면으로부터 떨어져 나온다. 알칼리 완충액이 가스 형태일 경우, 완충액은 단백질 용액내로 직접적으로 확산되어 단백질 용액을 알칼리성이 되게 한다. 알칼리 완충액이 다공성 또는 반투과 막에 의해 단백질로부터 분리될 경우, 완충액 및 칼숨 이온 모두 상기 막을 통해 단백질 용액내로 확산될 수 있다.In the device, the alkali buffer is in gaseous form or in solution. If the buffer is used in gaseous form, the buffer may be applied directly to the surface or the surface of the protein solution or may be diffused through a porous or semipermeable surface. If an alkaline buffer is used as the solution, the buffer can be separated from the protein by a porous or semipermeable membrane or a separate flow of buffer solution can be applied to the flow of the protein solution and, as a result, off the surface of the protein solution. If the alkaline buffer is in gaseous form, the buffer diffuses directly into the protein solution, making the protein solution alkaline. When the alkaline buffer is separated from the protein by a porous or semipermeable membrane, both the buffer and the Calsum ions can diffuse through the membrane into the protein solution.

본 발명의 다른 구체예로서, 상기 단백질은 알칼리 용액과 직접적으로 혼합되는 바, 이는 단백질이 졸 상태로 유지되게 한다. 칼슘이온이 알칼리 용액에 직접적으로 부가될 수 있다.In another embodiment of the invention, the protein is mixed directly with the alkaline solution, which allows the protein to remain in the sol state. Calcium ions can be added directly to the alkaline solution.

바람직한 구체예로서, 소듐 아지드는 7.4보다 더 큰 pH를 갖는 완충액에 부가되어 최종 농도가 0.0001M을 초과하게 한다.In a preferred embodiment, sodium azide is added to a buffer having a pH greater than 7.4 so that the final concentration exceeds 0.0001M.

저장된 단백질은 예를들면, 동물의 절개에 의해 얻어지는 천연 단백질이거나 또는 유전공학에 의해 얻어지는 재조합 단백질 또는 후에 투석에 의해 제거되는 무질서 제작제에서 누에 또는 실크 섬유를 분해함으로써 제조되는 재생된 실크 용액 또는 상술한 단백질 또는 단백질 유사체의 혼합물일 수 있다. 본 발명은 피브로인 또는 스피드로인 단백질 또는 그 동족체 또는 피브로인 및/또는 스피드로인의 재생된 용액의 저장에 있어서 유용한 것으로 밝혀졌다.The stored protein is, for example, a natural protein obtained by animal incision or a recombinant protein obtained by genetic engineering or a regenerated silk solution prepared by decomposing silkworm or silk fibers in a disordered preparation which is subsequently removed by dialysis or as described above. It can be a mixture of one protein or protein analog. The present invention has been found to be useful in the storage of regenerated solutions of fibroin or velcroin protein or its homologues or fibroin and / or velcroin.

일반적으로, 저장된 단백질은 전하기를 갖고 화학적 합성 또는 유전공학에 의해 제조되는 반복성 친양쪽성 블록 공중합 단백질 또는 단백질 유사체이다.Generally, stored proteins are repetitive amphiphilic block copolymer proteins or protein analogs that have a charge and are prepared by chemical synthesis or genetic engineering.

본 발명의 목적은 첫번째 저장 구획에 단백질을 놓는 첫번째 단계를 포함하는 단백질의 저장방법을 제공함으로써 이루어진다. 두번째 단계에서, 상기 단백질은 알칼리 완충액(바람직하게는 칼슘이온 및 소듐 아지드를 함유하는)에 일정기간동안 노출된다. 세번째 단계에서, 상기 단백질은 첫번째 저장 구획의 알칼리 환경에서 유지된다.It is an object of the present invention to provide a method of storing a protein comprising the first step of placing the protein in a first storage compartment. In a second step, the protein is exposed to alkaline buffer (preferably containing calcium ions and sodium azide) for a period of time. In a third step, the protein is maintained in the alkaline environment of the first storage compartment.

이는 실크 단백질 또는 이들 유사체에 대한 장기간 저장 용액 및 재생된 실크 용액을 제공한다.This provides long term stock solutions and regenerated silk solutions for silk proteins or their analogs.

발명의 상세한 설명Detailed description of the invention

도 1은 단백질(20)을 저장하기에 적절한 장치(10)의 첫번째 구체예를 도시하는 개략도이다. 상기 장치(10)는 단백질(20)이 놓여지는 단백질 저장 구획(30)을 갖는다. 상기 단백질 저장 구획(30)은 파이프 또는 튜브(35)에 의해 알칼리 저장 구획(40)에 연결된다. 상기 알칼리 저장 구획(40)은 알칼리 용액(50)을 저장한다. 상기 단백질 저장 구획(30)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌 또는 폴리카보네이트와 같은 저 표면 에너지를 갖는 물질로부터 형성되거나 또는 피막된 내부 벽을 일부 또는 실질적으로 모두 갖는다.1 is a schematic diagram illustrating a first embodiment of an apparatus 10 suitable for storing protein 20. The device 10 has a protein storage compartment 30 in which the protein 20 is placed. The protein storage compartment 30 is connected to the alkaline storage compartment 40 by a pipe or tube 35. The alkali storage compartment 40 stores an alkaline solution 50. The protein storage compartment 30 has some or substantially all of the inner wall formed or coated from a material having low surface energy, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene or polycarbonate.

단백질 저장 구획(30)내의 상기 단백질(20)은 동물 절개에 의해 얻어지는 천연 단백질일 수 있다. 그러한 천연 단백질은 네필라(Nephila) 속의 거미의 주요 앰풀레이트(ampullate) 분비선으로부터 얻어지는 스피드로인 단백질 또는 봄비스 모리(Bombyx mori) 또는 누에의 다른 종으로부터 얻어지는 피브로인 단백질을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 또한 이들 단백질의 동족체 또는 유전공학에 의해 얻어지는 재조합 단백질에 적용가능하다. 본 발명은 무질서 제작제를 함유하는 용액에서 실크를 분해함으로써 제조되는 재생된 실크 용액에도 적용가능하다. 본 발명은 반복성 친양쪽성 블록 공중합체이며 전하기를 함유하는 임의의 단백질 또는 단백질 유사체의 저장에도 적용가능하다.The protein 20 in the protein storage compartment 30 may be a natural protein obtained by animal dissection. Such natural proteins include, but are not limited to, phosphoproteins obtained from the main ampullate gland of spiders of the genus Nephila or fibroin proteins obtained from Bombyx mori or other species of silkworms. The present invention is also applicable to recombinant proteins obtained by homologs or genetic engineering of these proteins. The present invention is also applicable to regenerated silk solutions prepared by dissolving silk in solutions containing disordered preparations. The present invention is also applicable to the storage of any protein or protein analog that is a repeating amphiphilic block copolymer and contains charges.

알칼리 저장 구획(40)에서, 몇몇 상이한 유형의 알칼리 용액이 사용될 수 있다. 예를들면, 상기 알칼리는 암모니아/아세트산, 암모늄 아세테이트, 암모늄/포름산 또는 암모늄 포름에이트일 수 있다. 이들 완충액은 휘발성이며 단백질 저장 구획(30)에서 알칼리 환경을 만든다. 트리스/HCl, HEPES 또는 PIPES가 대신 사용될 수 있지만 이들 완충액은 휘발성이 아니다. 본 발명의 한 구체예로서, 상기 알칼리 완충액은 암모니아, 암모늄 아세테이트, 암모늄 포름에이트 및 암모늄 시트레이트 완충액으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 포타슘 포스페이트 및 포타슘 카보네이트 또한 적절하다. 바람직한 구체예로서, 상기 알칼리 완충액은 100-700mM의 칼슘이온, 바람직하게는 칼슘 클로리드 형태로 부가된 칼슘이온을 함유한다.In the alkaline storage compartment 40, several different types of alkaline solutions can be used. For example, the alkali may be ammonia / acetic acid, ammonium acetate, ammonium / formic acid or ammonium formate. These buffers are volatile and create an alkaline environment in the protein storage compartment 30. Tris / HCl, HEPES or PIPES can be used instead but these buffers are not volatile. In one embodiment of the invention, the alkali buffer is selected from the group consisting of ammonia, ammonium acetate, ammonium formate and ammonium citrate buffer. Potassium phosphate and potassium carbonate are also suitable. In a preferred embodiment, the alkaline buffer contains 100-700 mM calcium ions, preferably calcium ions added in the form of calcium chloride.

바람직한 구체예로서, 알칼리 완충액외에 소듐 아지드는 또한 첫번째 저장 구획의 단백질(20)에 부가된다. 다른 구체예로서, 페닐 티오유레아, 소듐 시아니드 또는 포타슘 시아니드가 상기 단백질(20)에 부가된다.In a preferred embodiment, in addition to the alkaline buffer, sodium azide is also added to the protein 20 in the first storage compartment. In another embodiment, phenyl thiourea, sodium cyanide or potassium cyanide is added to the protein 20.

본 발명의 다른 구체예로서, 상기 단백질 저장 구획(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 반투과 막 또는 다공성 막(60)에 의해 알칼리 저장 구획(40)으로부터 분리된다. 상기 반투과 막 또는 다공성 막(60)은 이온을 통과시켜 단백질 저장 구획(30)에 저장된 단백질(20)의 pH를 변화시킨다. 반투과 막이 사용될 경우, 폴리에틸렌 글리콜이 알칼리 완충액의 70%w/v까지 부가되어 역삼투압에 의해 단백질 저장 구획내의 단백질 용액으로부터 물을 제거할 수 있다. 이러한 환경하에서, 사용된 폴리에틸렌 글리콜 분자량은 반투과 막의 절단 분자량 이상이어야 한다. 수용성이며 폴리머가 삼투압 막을 통과하지 못하게 충분한 크기라면 다른 폴리머가 이러한 방법으로 사용될 수 있다. In another embodiment of the invention, the protein storage compartment 30 is separated from the alkaline storage compartment 40 by a semipermeable membrane or a porous membrane 60 as shown in FIG. The semipermeable membrane or porous membrane 60 allows ions to pass through to change the pH of the protein 20 stored in the protein storage compartment 30. If a semipermeable membrane is used, polyethylene glycol can be added up to 70% w / v of alkaline buffer to remove water from the protein solution in the protein storage compartment by reverse osmosis. Under these circumstances, the polyethylene glycol molecular weight used should be at least the cleavage molecular weight of the semipermeable membrane. Other polymers can be used in this way as long as they are water soluble and of sufficient size to prevent the polymer from passing through the osmotic membrane.

따라서, 상기 단백질(20)은 짧게는 1분동안, 바람직하게는 적어도 20분동안상기 첫번째 구획에서 처리함으로써 조기 응고를 막을 수 있다. 이 시간은 단백질(20)의 양, 초기 pH 값, 온도, 알칼리 완충액에 노출된 단백질(20)의 표면 영역, 알칼리 완충액이 모든 단백질(20)에 도달하도록 확산되는데 필요한 거리 및 단백질(20) 및 알칼리 완충액의 완충력에 따라 다르다. Thus, the protein 20 can be prevented from premature coagulation by treating it in the first compartment for as little as 1 minute, preferably at least 20 minutes. This time is determined by the amount of protein 20, the initial pH value, the temperature, the surface area of the protein 20 exposed to the alkaline buffer, the distance required for the alkaline buffer to spread to reach all the protein 20 and the protein 20 and It depends on the buffering capacity of the alkaline buffer.

바람직한 구체예로서, 상기 단백질(20)은 7.4보다 높은 pH 및 0.1M과 같거나 더 큰 농도를 갖는 암모늄 아세테이트 또는 암모늄 포름에이트와 같은 알칼리 완충액과 혼합된다. 바람직한 구체예로서, 상기 알칼리 완충액 용액은 100 내지 700mM의 칼슘 이온 및 0.0001M 소듐 아지드를 초과하여 함유한다.In a preferred embodiment, the protein 20 is mixed with an alkaline buffer such as ammonium acetate or ammonium formate having a pH higher than 7.4 and a concentration equal to or greater than 0.1M. In a preferred embodiment, the alkaline buffer solution contains between 100 and 700 mM calcium ions and more than 0.0001 M sodium azide.

단백질(20)의 안정성을 향상시키기 위한 상이한 알칼리 용액의 적합성은 두가지 방법으로 평가된다: 첫째, 농축된 단백질 용액의 작은 방울을 4주까지의 기간동안 상이한 알칼리 완충 용액에 대해 투석하며 가끔씩 단백질 용액의 겔 또는 졸 상태를 측정한다. 일반적인 결과는 도 3에 나타나 있다. 둘째, 이 방법의 타당성은 알칼리 완충액과 접촉하는 상이한 기간동안 이들을 저장한 후, 소량의 단백질 용액으로부터 섬유를 자아냄(spin)으로써 확인할 수 있다. 두번째 방법에서, 일반적 유형의 생체모방 방직 장치는 PCT 출원번호 WO-A-01/38614에 개시되어 있으며, 본원에서 참고문헌으로 포함되어 있다. 생체 모방 방직 장치에 의한 실험은 1M 암모늄 히드록시드로부터 유래된 증기로 포화된 공기와 접촉하는 저장된 단백질(20)은 1주 후에 실, 섬유 또는 필라멘트를 만들 수 있다. 소듐 아지드가 상기 단백질(20)에 부가된다면 저장 기간은 증가될 수 있다.The suitability of different alkaline solutions to improve the stability of the protein 20 is assessed in two ways: First, a small drop of concentrated protein solution is dialyzed against different alkaline buffer solutions for a period of up to four weeks, and occasionally The gel or sol state is measured. General results are shown in FIG. 3. Second, the feasibility of this method can be confirmed by storing them for different periods of time in contact with alkaline buffer and then spinning the fibers from a small amount of protein solution. In a second method, a general type of biomimetic textile device is disclosed in PCT Application No. WO-A-01 / 38614, which is incorporated herein by reference. Experiments with biomimetic weaving devices have shown that stored protein 20 in contact with air saturated with steam derived from 1M ammonium hydroxide can produce yarn, fibers or filaments after one week. If sodium azide is added to the protein 20, the storage period can be increased.

상기 장치 및 방법은 천연 및 재조합 단백질을 저장하는데 사용될 뿐 아니라 무질서 제작제(수소결합을 끊기)를 함유하는 적절한 용액에서 이 단백질로부터 제조되는 실크를 분해함으로서 제조되는 피브로인 및 스피드로인의 재생된 용액을 저장하는데 또한 사용될 수 있다. 그러한 무질서 제작제의 일 예는 포화된 리튬 브로미드 및 무수 알코올의 50:50 v/v 혼합물이다.The apparatus and method are used to store natural and recombinant proteins as well as regenerated solutions of fibroin and velcroin prepared by degrading silk produced from these proteins in a suitable solution containing a disordered agent (breaking hydrogen bonds). It can also be used to store. One example of such a disordering agent is a 50:50 v / v mixture of saturated lithium bromide and anhydrous alcohol.

실시예 1: 저장시간의 연장Example 1 Extension of Storage Time

하기 실시예에서, 봄비스 모리(Bombyx mori)의 실크 분비선으로부터 얻은 누에 단백질, 재생된 봄비스 모리(Bombyx mori) 피브로인 용액 또는 네필라(Nephila) 거미의 주요 앰풀레이트 분비선으로부터 얻은 농축된 스피드로인 용액을 포함하는 단백질 용액에 대해 연장된다.In the examples below, silkworm protein obtained from the silk gland of Bombyx mori, regenerated Bombyx mori fibroin solution or concentrated speedloin obtained from the main ampoulate gland of Nephila spider Extends for protein solutions, including solutions.

상기 첫번째 단계에서, 단백질 용액을 투석백(MWCO 5-8kDa)으로 옮기고 20%w/w PEG(MW 15-20kDa) 및 pH 7.8의 0.1mM 암모늄 아세테이트 완충액을 함유하는 용액에 대해 역 삼투압에 의해 4℃에서 5시간동안 농축시켰다. In the first step, the protein solution was transferred to a dialysis bag (MWCO 5-8 kDa) and 4 by reverse osmosis against a solution containing 20% w / w PEG (MW 15-20 kDa) and 0.1 mM ammonium acetate buffer at pH 7.8. Concentrated at 5 ° C. for 5 hours.

상기 단백질을 500mM 칼슘 클로리드 용액 및 pH 7.8의 0.1 mM 암모늄 아세테이트를 함유하는 용액에 대해 투석에 의해 4℃에서 1시간동안 교질화하였다. 소듐 아지드를 투석물에 부가하여 0.001mM의 최종 농도가 되게하여 세균 성장을 막을 수 있다.The protein was gelled for 1 hour at 4 ° C. by dialysis against a solution containing 500 mM calcium chloride solution and 0.1 mM ammonium acetate at pH 7.8. Sodium azide can be added to the dialysate to a final concentration of 0.001 mM to prevent bacterial growth.

생성된 겔은 적어도 4주간 4℃에서 저장될 수 있다.The resulting gel can be stored at 4 ° C. for at least 4 weeks.

상기 생성된 겔은 압출성형 또는 다른 목적물을 형성하기 전에 증류수 또는 100mM 수성 에틸렌 디아민 테트라아세트산 용액에 대해 투석에 의해 졸로 다시 전환될 수 있다.The resulting gel can be converted back to the sol by dialysis against distilled water or 100 mM aqueous ethylene diamine tetraacetic acid solution before extrusion or other desired product is formed.

실시예 2: 봄비스 모리(Bombyx mori) 누에에서 방직전에 겔로 저장된 피브로인의 입증Example 2 Verification of Fibroin Stored in Gels before Weaving in Bombyx mori Silkworms

봄비스 모리(Bombyx mori) 누에의 전방 부분 실크 분비선의 후방, 중간 및 후방 부분(분비선)의 피브로인의 상태를 누에 발달의 상이한 단계에서 쌍안 현미경하에서 절개하여 평가하였다. 누에에서 분비선을 신속하게 제거하여 관찰을 위해 누에 링거 용액(pH 7.8)으로 옮겼다. 분비선 루멘의 물질은 코쿤 방직을 시작하기 몇일 전 최종 영(instar)까지 모든 단계에서 졸로서 초기에 존재하였으며 그 후에 코쿤 방직때까지 및 코쿤 방직의 개시단계 동안 겔로서 저장되었다. 관(전방 부분)을 절단하여 피브로인 도프가 흘러나오는지를 관찰함으로써 상기 피브로인이 방직 전 및 방직 동안 이 부분에서 졸로서 존재함을 입증하였다. 일단 방직이 시작되면, 졸 형성은 방직동안 실크 분비선의 크기가 감소함에 따라, 실크 도프를 통해점차 뒤쪽으로 증식하는 것으로 나타났다. 이는 실크의 안전한 저장에 있어서 겔 형성이 필수적이며 방직을 위한 관의 실크 도프의 흐름에 있어서 졸 형성이 필수적임을 입증하였다.The status of the fibroin in the posterior, middle and posterior part (secretory gland) of the front part silk gland of Bombyx mori silkworms was evaluated by incision under binocular microscopy at different stages of silkworm development. The gland was quickly removed from the silkworm and transferred to silkworm ringer solution (pH 7.8) for observation. The material of the gland lumen was initially present as a sol at all stages until the final instar a few days before the start of cocoon weaving and then stored as a gel until cocoon weaving and during the initiation of cocoon weaving. By cutting the tube (front part) and observing the fibroin dope flowing out, it was demonstrated that the fibroin was present as a sol in this part before and during weaving. Once weaving began, sol formation was shown to proliferate backwards through the silk dope as the size of the silk glands decreased during weaving. This proved that gel formation is essential for the safe storage of silk and that sol formation is essential for the flow of silk dope in a tube for weaving.

실시예 3: 저장된 천연 피브로인의 졸/겔 상태에 대한 칼슘 이온의 부가 및 제거 효과Example 3: Effect of Addition and Removal of Calcium Ion on the Sol / Gel State of Stored Natural Fibroin

10mM 소듐 아지드 및 농축된 암모니아 용액 또는 아세트산에 의해 pH 7.8로 조절된 100mM EDTA를 함유하는 100mM 암모늄 아세테이트 완충액의 1ml를 사용하여 분비선 중간 부분의 고여있는 내용물을 희석시킴으로써 피브로인 도프 용액을 수득하였다. 이들 용액은 1M 칼슘 클로리드의 1 부피를 피브로인 도프 용액의 1 부피에 부가함으로써 또는 500mM 칼슘 클로리드 수용액에 대해 투석함으로써 신속하게 교질화할 수 있다. 상기 단백질은 증류수 또는 100mM 암모늄 아세테이트 완충액(pH 7.8)에 대해 투석함으로써 졸 상태로 돌아갈 수 있거나 또는 500mM EDTA를 함유하는 100mM 암모늄 아세테이트 완충액(pH 7.8)에 대해 투석함으로써 더 신속하게 졸 상태로 돌아갈 수 있다. 이는 졸/겔 변화는 칼슘 이온의 부가에 의해 유도될 수 있으며 칼슘 이온을 다시 제거함으로써 겔은 다시 졸로 되돌아 갈 수 있음을 시사한다. 상기 칼슘-유도된 변화는 수일간의 저장기간 후 가역적인 것으로 나타났다.Fibroin dope solution was obtained by diluting the contents of the middle portion of the secretory gland using 1 ml of 100 mM ammonium acetate buffer containing 10 mM sodium azide and concentrated ammonia solution or 100 mM EDTA adjusted to pH 7.8 by acetic acid. These solutions can be rapidly gelatinized by adding one volume of 1M calcium chloride to one volume of fibroin dope solution or by dialysis against an aqueous 500 mM calcium chloride solution. The protein can be returned to the sol state by dialysis against distilled water or 100 mM ammonium acetate buffer (pH 7.8) or can be returned to the sol state more quickly by dialysis against 100 mM ammonium acetate buffer (pH 7.8) containing 500 mM EDTA. . This suggests that sol / gel changes can be induced by the addition of calcium ions and that the gel can be returned back to the sol by removing the calcium ions again. The calcium-induced changes were shown to be reversible after several days of storage.

실시예 4: 천연 피브로인 용액의 저장에 대한 칼슘이온 부가 또는 제거 효과Example 4 Effect of Calcium Ion Addition or Removal on Storage of Natural Fibroin Solution

농축된 피브로인 용액을 수득하고 실시예 3에 개시된 바와 같이 1M 칼슘 클로리드를 부가하여 교질화하였다. 겔이 안정한 상태로 저장되어 칼슘 이온의 제거에 의해 졸로 변하는 기간을 실험하였다. 이를 위해, 4℃에서 상이한 기간동안 저장된 졸 샘플을 꺼내어 500mM EDTA를 함유하는 100mM 암모늄 아세테이트 완충액(pH 7.8)에 대해 즉시 투석하였다. 이들 관찰은 칼슘 -피브로인 겔이 적어도 4주의 저장기간 후 졸로 안전하게 변형될 수 있음을 나타냈다. 반대로, 칼슘 이온의 부재하에서 형성된 졸은 추가 EDTA의 부가에 의해 졸로 전환될 수 없는 중합 물질을 형성하기 전에 4℃에서 5-8일동안만 저장할 수 있었다. 9.6mM 리튬 브로미드에서 고무성질이 제거된 실크를 분해함으로써 제조된 재생된 실크 용액을 사용하여 100mM 리튬, 20%w/v 폴리에틸렌 글리콜(명목상의 분자량은 15KDa)을 함유하는 용액에 대해 투석백(Spectropor 10KDa)의 낮은 분자량에서 생성된 용액을 투석함으로써 유사한 결과를 수득하였다. 칼슘 이온을 상술한 바와 같이 이 용액에 부가함으로써 제조된 겔은 천연 피브로인을 교질화함으로서 얻은 겔보다 상당히 덜 딱딱하였다.A concentrated fibroin solution was obtained and gelled by the addition of 1M calcium chloride as described in Example 3. The period in which the gel was stored in a stable state and changed to sol by removal of calcium ions was examined. To this end, sol samples stored for different periods at 4 ° C. were taken out and immediately dialyzed against 100 mM ammonium acetate buffer (pH 7.8) containing 500 mM EDTA. These observations showed that the calcium-fibroin gel can be safely transformed into a sol after a storage period of at least 4 weeks. In contrast, the sol formed in the absence of calcium ions could only be stored for 5-8 days at 4 ° C. before forming a polymeric material that could not be converted to the sol by the addition of additional EDTA. Dialysis bags were prepared for a solution containing 100 mM lithium, 20% w / v polyethylene glycol (nominal molecular weight 15 KDa), using a regenerated silk solution prepared by decomposing the degreasing silk in 9.6 mM lithium bromide. Similar results were obtained by dialysis of the resulting solution at a low molecular weight of Spectropor 10KDa). Gels prepared by adding calcium ions to this solution as described above were significantly less hard than gels obtained by gelling natural fibroin.

Claims (32)

단백질(20)을 저장하기 위한 첫번째 구획(30) 및 알칼리 완충액(50)을 저장하기 위한 두번째 구획(40)을 포함하며 상기 두번째 구획(40)은 첫번째 구획(30)과 유체가 교류되는 단백질(20)의 저장 장치.A first compartment 30 for storing the protein 20 and a second compartment 40 for storing the alkaline buffer 50, the second compartment 40 being a protein in fluid communication with the first compartment 30; 20) storage device. 제 1항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 칼슘이온을 함유하는 장치.The device of claim 1, wherein the alkali buffer contains 50 calcium ions. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 암모니아 용액, 암모늄 아세테이트, 암모늄 포름에이트, 트리스/HCl, HEPES, PIPES, 소듐 카보네이트, 포타슘 카보네이트, 소듐 포스페이트, 포타슘 포스페이트 또는 이들의 혼합물을 포함하는 알칼리 완충액의 그룹으로부터 선택되는 장치.The method according to claim 1 or 2, wherein the alkaline buffer 50 is ammonia solution, ammonium acetate, ammonium formate, tris / HCl, HEPES, PIPES, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate or mixtures thereof. Apparatus selected from the group of alkali buffers comprising a. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 500-700mM 칼슘 이온을 함유하는 장치.The device according to any one of claims 1 to 3, wherein the alkali buffer contains 50-700 mM calcium ions. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 소듐 아지드를 또한 함유하는 장치.5. The device of claim 1, wherein the alkaline buffer further comprises sodium azide. 6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 첫번째 구획(30)의 내부벽 표면의 적어도 일부분은 저 표면 에너지를 갖는 물질로부터 생성되거나 피막되는 장치.6. The device according to any one of the preceding claims, wherein at least a portion of the inner wall surface of the first compartment (30) is produced or coated from a material having low surface energy. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 가스 형태인 장치.The device according to claim 1, wherein the alkaline buffer is in gaseous form. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 투석 막(60)에 의해 단백질(20)로부터 분리되는 장치.The device according to any one of the preceding claims, wherein the alkaline buffer (50) is separated from the protein (20) by a dialysis membrane (60). 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질(20)은 알칼리 용액과 혼합되는 장치.The device of claim 1, wherein the protein (20) is mixed with an alkaline solution. 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질(20)은 적어도 한개의 알칼리 완충액 염 또는 염과 혼합되는 장치.10. The device of any one of the preceding claims, wherein the protein (20) is mixed with at least one alkali buffer salt or salt. 제 10항에 있어서, 상기 적어도 한개의 알칼리 완충액 염 또는 염은 소듐 아지드, 페닐 티오유레아, 소듐 시아니드 또는 포타슘 시아니드를 또한 함유하는 장치.The device of claim 10, wherein the at least one alkali buffer salt or salt also contains sodium azide, phenyl thiourea, sodium cyanide or potassium cyanide. 제 9항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 용액은 0.1mM 암모늄 히드록시드, 암모늄 아세테이트, 암모늄 포름에이트, 암모늄 시트레이트, 트리스/HCl, PIPES, HEPES, 소듐 카보네이트, 포타슘 카보네이트, 소듐 포스페이트, 포타슘 포스페이트 완충액 또는 7.4보다 큰 pH를 갖는 이들 완충액의 혼합물인 장치.The method of claim 9, wherein the alkaline solution is 0.1 mM ammonium hydroxide, ammonium acetate, ammonium formate, ammonium citrate, tris / HCl, PIPES, HEPES, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium Phosphate, potassium phosphate buffer or a mixture of these buffers having a pH greater than 7.4. 제 1항 내지 제 12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)의 pH는 7.4보다 큰 장치.13. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the pH of the alkaline buffer (50) is greater than 7.4. 제 1항 내지 제 13항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50) 또는 혼합 완충액의 농도는 0.025M과 같거나 또는 더 큰 장치.The device according to claim 1, wherein the concentration of the alkaline buffer or the mixed buffer is equal to or greater than 0.025M. 제 1항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질(20)은 천연, 재생된 또는 재조합 단백질, 천연 단백질의 혼합물, 재생된 단백질의 혼합물 또는 재조합 단백질의 혼합물인 장치.15. The device according to any one of the preceding claims, wherein said protein (20) is a natural, regenerated or recombinant protein, a mixture of natural proteins, a mixture of regenerated proteins or a mixture of recombinant proteins. 제 1항 내지 제 15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질(20)은 피브로인 또는 스피드로인 또는 그 동족체인 장치.16. The device according to any one of claims 1 to 15, wherein said protein (20) is fibroin or speedoline or its homologues. 제 1항 내지 제 16항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질(20)은 전하기를 함유하며 화학적 합성 또는 유전공학에 의해 제조되는 반복성 친양쪽성 블록 공중합 단백질 또는 단백질 유사체인 장치.17. The device according to any one of claims 1 to 16, wherein said protein (20) is a repeating amphiphilic block copolymer protein or protein analog containing charge and produced by chemical synthesis or genetic engineering. - 첫번째 저장 구획(30)에 단백질을 놓는 첫번째 단계;A first step of placing the protein in the first storage compartment 30; - 상기 단백질(20)을 알칼리 완충액(50)에 노출시키는 두번째 단계; 및A second step of exposing the protein 20 to alkaline buffer 50; And - 첫번째 저장 구획(30)중의 알칼리 환경에 상기 단백질(20)을 유지시키는 세번째 단계를 포함하는 단백질(20)의 저장 방법.A third step of maintaining the protein (20) in an alkaline environment in the first storage compartment (30). 제 18항에 있어서, 상기 단백질(20)을 첫번째 저장 구획(30)에 유지시키기 위한 기간은 적어도 1분인 방법.19. The method of claim 18, wherein the duration for maintaining the protein (20) in the first storage compartment (30) is at least 1 minute. 제 18항 또는 제 19항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 칼슘 이온을 함유하는 방법.20. The method of claim 18 or 19, wherein the alkaline buffer (50) contains calcium ions. 제 18항 내지 제 20항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 암모니아 용액, 암모늄 아세테이트, 암모늄 포름에이트, 트리스/HCl, HEPES, PIPES, 소듐 카보네이트, 포타슘 카보네이트, 소듐 포스페이트, 포타슘 포스페이트 또는 이들 완충액의 혼합물을 포함하는 알칼리 완충액의 그룹으로부터 선택되는 방법.21. The method according to any one of claims 18 to 20, wherein the alkaline buffer 50 is ammonia solution, ammonium acetate, ammonium formate, tris / HCl, HEPES, PIPES, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate or And a buffer of alkali buffers comprising a mixture of these buffers. 제 18항 내지 제 21항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액은 500-700mM 칼슘 이온을 함유하는 방법.22. The method of any one of claims 18 to 21, wherein the alkaline buffer contains 500-700 mM calcium ions. 제 18항 내지 제 22항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 가스 형태인 방법.23. The method of any one of claims 18 to 22, wherein the alkaline buffer (50) is in gaseous form. 제 18항 내지 제 23항중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한개의 알칼리 완충액 염을 상기 단백질(20)에 부가하는 방법.24. The method of any one of claims 18 to 23, wherein at least one alkaline buffer salt is added to the protein (20). 제 24항에 있어서, 상기 알칼리 완충액 염은 소듐 아지드, 페닐 티오유레아, 소듐 시아니드 또는 포타슘 시아니드를 또한 함유하는 방법.The method of claim 24, wherein the alkali buffer salt also contains sodium azide, phenyl thiourea, sodium cyanide or potassium cyanide. 제 18항 내지 제 25항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)은 투석 막(60)에 의해 단백질로부터 분리되는 방법.26. The method of any of claims 18-25, wherein the alkaline buffer (50) is separated from the protein by a dialysis membrane (60). 제 18항 내지 제 26항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50)의 pH는 7.4보다 더 큰 방법.27. The method of any one of claims 18 to 26, wherein the pH of the alkaline buffer (50) is greater than 7.4. 제 18항 내지 제 27항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질(20)은 저장전에 알칼리 용액과 혼합되는 방법.28. The method of any of claims 18 to 27, wherein the protein (20) is mixed with an alkaline solution prior to storage. 제 18항 내지 제 28항중 어느 한 항에 있어서, 상기 알칼리 완충액(50) 또는 혼합 완충액의 농도는 0.025M과 같거나 또는 더 큰 방법.29. The method of any one of claims 18-28, wherein the concentration of the alkaline buffer or the mixed buffer is greater than or equal to 0.025M. 제 18항 내지 제 29항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질(20)은 천연, 재생된 또는 재조합 단백질, 천연 단백질의 혼합물, 재생된 단백질의 혼합물 또는 재조합 단백질의 혼합물인 방법.30. The method of any one of claims 18 to 29, wherein the protein (20) is a natural, regenerated or recombinant protein, a mixture of natural proteins, a mixture of regenerated proteins or a mixture of recombinant proteins. 제 18항 내지 제 30항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질(20)은 피브로인 또는 스피드로인 또는 그 동족체인 방법.31. The method of any one of claims 18-30, wherein said protein (20) is fibroin or speedoline or an analog thereof. 제 18항 내지 제 31항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단백질(20)은 전하기를 함유하며 화학적 합성 또는 유전공학에 의해 제조되는 반복성 친양쪽성 블록 공중합 단백질 또는 단백질 유사체인 방법.32. The method of any one of claims 18-31, wherein the protein (20) is a repeating amphiphilic block copolymer protein or protein analog containing charges and prepared by chemical synthesis or genetic engineering.
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