NO316704B1 - Fremgangsmate for rensing av serinproteaser ved anvendelse av et immobilisert polypeptid med samme aktivitet som inhibitor DE-3 fra E. caffra, samt fremstilling og anvendelse av nevnte polypeptid - Google Patents

Fremgangsmate for rensing av serinproteaser ved anvendelse av et immobilisert polypeptid med samme aktivitet som inhibitor DE-3 fra E. caffra, samt fremstilling og anvendelse av nevnte polypeptid Download PDF

Info

Publication number
NO316704B1
NO316704B1 NO19963849A NO963849A NO316704B1 NO 316704 B1 NO316704 B1 NO 316704B1 NO 19963849 A NO19963849 A NO 19963849A NO 963849 A NO963849 A NO 963849A NO 316704 B1 NO316704 B1 NO 316704B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
polypeptide
inhibitor
nucleic acid
host cells
activity
Prior art date
Application number
NO19963849A
Other languages
English (en)
Other versions
NO963849D0 (no
NO963849L (no
Inventor
Anne Stern
Stephan Fischer
Ulrich Kohnert
Original Assignee
Roche Diagnostics Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE4424171A external-priority patent/DE4424171A1/de
Application filed by Roche Diagnostics Gmbh filed Critical Roche Diagnostics Gmbh
Publication of NO963849D0 publication Critical patent/NO963849D0/no
Publication of NO963849L publication Critical patent/NO963849L/no
Publication of NO316704B1 publication Critical patent/NO316704B1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/48Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • C12N9/50Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
    • C12N9/64Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from animal tissue
    • C12N9/6421Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from animal tissue from mammals
    • C12N9/6424Serine endopeptidases (3.4.21)
    • C12N9/6456Plasminogen activators
    • C12N9/6459Plasminogen activators t-plasminogen activator (3.4.21.68), i.e. tPA
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/81Protease inhibitors
    • C07K14/8107Endopeptidase (E.C. 3.4.21-99) inhibitors
    • C07K14/811Serine protease (E.C. 3.4.21) inhibitors
    • C07K14/8114Kunitz type inhibitors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y304/00Hydrolases acting on peptide bonds, i.e. peptidases (3.4)
    • C12Y304/21Serine endopeptidases (3.4.21)
    • C12Y304/21069Protein C activated (3.4.21.69)
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/814Enzyme separation or purification
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/814Enzyme separation or purification
    • Y10S435/815Enzyme separation or purification by sorption

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en forbedret fremgangsmåte for rensing av serinproteaser ved anvendelse av den rekombinante inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra. Immobiliserte trypsininhibitorer fra Erythrina (ETI) er effektive reagenser for den affinitetskromatografiske rensing av serinproteaser, spesielt plasminogenaktivatorer (C. Heussen, J. Biol. Chem. 259 (1984) 11635-11638), trypsin, ochymotrypsin og trombin (S. Onesti et al., J. Mol. Recogn. 5 (1992) 105-114). Disse trypsininhibitorer har vært kjent i lang tid (C. Heussen, Haemostasis 11
(1982) P47 (Supplement); F. J. Joubert, Phytochemistry 21 (1982) 1213-1217; F. J. Joubert, Int. J. Biochem. 14 (1982) 187-193).
Inhibitoren DE-3 fra E. caffra er spesielt egnet til
affinitetskromatografisk rensing av plasminogenaktivatorer (F. J. Joubert in Thrombosis and Haemostasis 57 (1987) 356-360). I denne publikasjon er også den komplette aminosyresekvens for denne inhibitor beskrevet. DE-3 kan isoleres og renses fra frø av E. caffra (F. J. Joubert, Int. J. Biochem. 14 (1982) 187-193).
I Teixeira et al., Biochimica et Biophysica Acta 1217 (1994) 16-22 beskrives en rekombinant ETI med en spesifikk inhibitorisk aktivitet overfor vevsplasminogenaktivator på 1,7 x 10<9> U/mmol. Den spesifikke inhibitoriske aktivitet av naturlig ETI er i sammenligning 1,94 x IO<9> U/mmol. Det analoge forhold gjelder for den inhibitoriske aktivitet overfor trypsin (2,63 x 10<I2>/3,21 x IO<12>). Den spesifikke inhibitoriske aktivitet av rekombinant ETI fremstilt etter publikasjonen av Teixeira et al. overfor trypsin og vevsplasminogenaktivator, er således 20 % lavere enn aktiviteten av naturlig ETI.
Ifølge Teixeira et al. fremstilles rekombinant ETI ved ekspresjon og renses ved hjelp av en ammoniumsulfatutfelling (80 % metning), dialyse mot vann og en cyanbromidspaltning, hvorved den N-terminale sekvens, inkludert metionin, avspaltes. Deretter utføres kromatografering på en affinitetskromatografisøyle (Sephadex G50).
Målet for foreliggende oppfinnelse er forbedring av effektiviteten av fremgangsmåter for rensing av serinproteaser under anvendelse av ETL
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for rensing av serinproteaser fra en proteinblanding ved binding av serinproteasen til et immobilisert polypeptid som besitter aktiviteten til en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra, fjerning av de ubundne materialer fra proteinblandingen, separering av serinproteasen fra inhibitoren, atskillelse av den immobiliserte inhibitor fra den løselige serinprotease og isolering av serinproteasen, kjennetegnet ved at det som polypeptid anvendes et polypeptid som er produktet fra en prokaryot eller eukaryot ekspresjon av en eksogen nukleinsyre (fortrinnsvis DNA) og som renses kromatografisk ved hjelp av en anionutbytter, kationutbytter eller en nikkelchelatsøyle.
Foreliggende oppfinnelse angår også anvendelse av et polypeptid med aktiviteten til en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra som er produktet av en prokaryot eller eukaryot ekspresjon av en eksogen nukleinsyre og som renses kromatografisk ved hjelp av en anionutbytter, kationutbytter eller nikkelchelat, for affinitetskromatografisk rensing av serinproteaser.
Det ble overraskende funnet at et rekombinant fremstilt polypeptid ifølge foreliggende oppfinnelse som besitter aktiviteten til en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra, i motsetning til inhibitor DE-3 fra E. caffra isolert fra naturlige kilder, har en betydelig høyere spesifikk affinitet overfor serinproteaser.
Under "aktivitet" av en inhibitor DE-3 fra E. caffra skal det hovedsakelig forstås den spesifikke, inhibitoriske aktivitet overfor serinproteaser, spesielt overfor vevsplasminogenaktivatorer. Inhibitorens spesifikke inhibitoriske aktivitet er således 1,07 U/mg eller høyere overfor trypsin. Inhiberingen foregår ved en binding mellom inhibitor og serinprotease.
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er spesielt fordelaktig egnet for rensing av plasminogenaktivatorer, slik som vevsplasminogenaktivatorer (t-PA) og derivater (f.eks. mutasjoner og delesjoner). t-PA og derivater er f.eks. beskrevet i EP-B 0 093 619, USP 5 223 256, WO 90/09437 T. J. R. Harris, Protein Engineering 1 (1987) 449-458.
Fremstilling av den rekombinante inhibitor kan utføres etter fremgangsmåter kjent for fagfolk.
Ved denne fremgangsmåte fremstilles først en nukleinsyre (fortrinnsvis DNA) som er i stand til å produsere et protein som besitter aktiviteten til inhibitoren DE-3. DNA klones i en vektor som kan overføres til en vertscelle og er repliserbar i denne. En slik vektor inneholder, i tillegg til en inhibitorsekvens, operatorelementer som fordres for ekspresjon av DNA. Denne vektor som inneholder inhibitor-DNA og operatorelementene overføres i en vektor som er i stand til å uttrykke DNA for inhibitoren. Vertscellen dyrkes under betingelser som tillater ekspresjon av inhibitoren. Inhibitoren isoleres fra disse celler. Ved hjelp av egnede forholdsregler blir det dessuten sikret at aktivatoren kan innta en tertiær struktur i hvilken den oppviser inhibitoregenskaper.
Det er ikke nødvendig at inhibitoren har den nøyaktige aminosyresekvens som tilsvarer SEKVENS.ID.nr.: 2. Like egnede er inhibitorer som i det vesentlige har samme sekvens og som er polypeptider med aktivitet (bindingsevne til serinproteaser, spesielt t-PA) som en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra. Det har vist seg at en overensstemmelse mellom aminosyresekvensene på 80 %, fortrinnsvis 90 %, er fordelaktig. Aminosyresekvensen SEKVENS.ID.nr.: 2 er imidlertid foretrukket, hvorved, i tilfellet med ekspresjon i prokaryote vertsceller men imidlertid ikke etter eukaryot
ekspresjon, et N-terminalt metionin erholdes.
En ytterligere gjenstand for foreliggende oppfinnelse er en nukleinsyre
som i alt vesentlig er identisk med nukleotider 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, og som koder for et polypeptid med aktivitet som en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen den genetiske kode. Et DNA, spesielt et DNA med sekvens 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1 er foretrukket. For ekspresjon i eukaryote eller prokaryote vertsceller inneholder nukleinsyrene i 5'-enden de for fagfolk kjente eukaryote eller prokaryote transkripsjons- og translasjonssignaler.
Nukleinsyresekvensen av inhibitoren er fortrinnsvis identisk med nukleotider 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1. For å lette fremstillingen av vektorene eller optimalisere ekspresjonen kan det også utføres modifikasjoner. Slike modifikasjoner er f.eks.: -endring av nukleinsyrene for å innføre forskjellige gjenkjennelsessekvenser for restriksjonsenzymer for å lette trinnene med ligering, kloning og mutagenese, -endring av nukleinsyrene for å inkorporere gunstige kodoner for vertscellen. -supplering av nukleinsyrene med ytterligere operatorelementer for å optimalisere ekspresjonen i vertscellen.
Ekspresjonen av inhibitoren foregår fortrinnsvis i mikroorganismer som E. coli. En ekspresjon i eukaryote celler som gjær, CHO-celler eller insektceller, er imidlertid også mulig.
Ved dette anvendes biologisk funksjonelle plasmider eller virus-DNA-vektorer som i det vesentlige inneholder nukleotider 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen av den genetiske kode. Prokaryote eller eukaryote vertsceller transformeres eller transfekteres stabilt med slike vektorer.
Oppfinnelsen angår dermed et biologisk funksjonelt plasmid eller virus-DNA-vektor, kjennetegnet ved at den inneholder en nukleinsyre.
Oppfinnelsen angår også en prokaryot eller eukaryot vertscelle, kjennetegnet ved at den transformeres eller transfekteres stabilt med en DNA-vektor.
Ekspresjonsvektorene må inneholde en promotor som tillater ekspresjon av inhibitorproteinet i vertsorganismen. Slike promotorer er kjent for fagfolk og er f.eks. lac-promotor (Chang et al., Nature 198 (1977) 1056), trp (Goeddel et al., Nuc. Acids Res. 8 (1980) 4057), <x>PL-promotor (Shimatake et al., Nature 292 (1981) 128) og T5-promotor (US patent nr. 4 689 406). Syntetiske promotorer som f.eks. tac-promotor (US patent nr. 4 551 433) er også egnede. Koblede promotorsystemer som f.eks. T7-RNA-polymerase/promotorsystem (Studier et al., J. Mol. Biol. 189 (1986) 113) er også egnede. Hybride promotorer fra en bakteriofagpromotor og operatorområdet for mikroorganismen (EP-A 0 267 851) er også egnede. I tillegg til promotor fordres også et effektivt ribosombindingssted. For E. coli betegnes dette ribosombindingssted som Shine-Dalgarno (SD)-sekvensen (Shine et al., Nature (1975) 25434; J. Sambrook et al., "Expression of cloned genes in E. coli" in Molecular Cloning: A laboratory manual (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press, USA).
For å forbedre ekspresjonen er det mulig å uttrykke inhibitorproteinet som fusjonsprotein. I dette tilfelle fusjoneres på vanlig måte et DNA som koder for den N-terminale del av et endogent bakterieprotein eller et annet stabilt protein, til 5'-enden av sekvensen som koder for inhibitorproteinet. Eksempler på slike er lacZ, trpE.
Etter ekspresjon spaltes fortrinnsvis fusjonsproteinet med enzymet (faktor Xa) (Nagai et al., Nature 309 (1984) 810). Ytterligere eksempler på spaltingsseter er IgA-protease-spaltingssetet (WO 91/11520) og Ubiquitin-spaltingssetet (Miller et al., Bio/Technology 7 (1989) 698).
Det rekombinante protein erholdt som inaktive inklusjonslegemer kan overføres i løselig aktivt protein ved hjelp av fremgangsmåter kjent for fagfolk. Ved dette reduseres inklusjonslegemene f.eks. med guanidinhydroklorid eller urea oppløst i nærvær av et reduksjonsmiddel, reduksjonsmidlet fjernes f.eks. ved dialyse og renatureres, fortrinnsvis ved anvendelse av et redokssystem som redusert og oksidert glutation.
Slike metoder er f.eks. beskrevet i US-P 4 933 434, EP-B 0 241 022 og EP-A 0 219 874.
Det er likeledes mulig å utskille proteinene fra mikroorganismene i form av aktive proteiner. Ved dette anvendes fortrinnsvis et fusjonsprotein som består av signalsekvensen og nukleinsyrene som koder for inhibitorproteinet og som er egnet for utskillelse av proteiner i den anvendte vertsorganisme (US patent nr. 4 336 336). Proteinet utskilles derved enten i mediet (for grampositive bakterier) eller i det periplasmatiske rom (for gramnegative bakterier). Mellom signalsekvensen og sekvensen som koder for inhibitoren er det fortrinnsvis anbrakt et spaltingssted som tillater avspalting av inhibitorproteinet, enten ved bearbeidelsen eller i et ytterligere trinn. Slike signalsekvenser er f.eks. ompA (Ghryeb et al., EMBO J. 3 (1984) 2437), og phoA (Oka et al., Proe. Nati. Acac. Sei. USA 82 (1985) 7212).
Vektorene inneholder dessuten ytterligere terminatorer. Terminatorer er DNA-sekvenser som signaliserer slutten på et transkripsjonsforløp. De markerer seg mest ved to strukturelle egenarter: Et omvendt gjentakende G/C-rekkeområde som intramolekylært kan danne en dobbeltheliks, så vel som et antall U (hhv. T)-rester. Eksempler er trp-attenuator og terminator i DNA hos fag fd og rrnB (Brosius et al., J. Mol. Biol. 148 (1981) 107-127).
Ekspresjonsvektorene inneholder dessuten vanligvis en selekterbar markør for å selektere transformerte celler. Slike selekterbare markører er f.eks. resistensgenet for ampicillin, kloramfenikol, erytromycin, kanamycin, neomycin og tetrasyklin (Davies et al., Ann. Rev. Microbiol. 32 (1978) 469). Egnede selekterbare markører er likeledes genene for essensielle stoffer i biosyntesen og nødvendige stoffer for celler, som f.eks. histidin, tryptofan og leucin.
Et stort antall egnede bakterielle vektorer er kjent. Vektorer for de følgende bakterier er spesielt beskrevet: Bacillus subtilis (Palva et al., Proe. Nati. Acad. Sei. USA 79 (1982) 5582), E. coli (Aman et al., Gene 40 (1985) 183; Studier et al., J. Mol. Biol. 189 (1986) 113), Streptococcus cremoris (Powell et al., Appl. Environ. Microbiol. 54 (1988) 655), Streptococcus lividans og Streptomyces lividans (US patent nr. 4 747 056).
En ekspresjon av inhibitorproteiner er, foruten i prokaryote mikroorganismer, også mulig i eukaryoter (som f.eks. CHO-celler, gjær- eller insektceller). Som eukaryot ekspresjonssystem er gjær- og insektceller foretrukne. Ekspresjonen i gjær kan foregå ved hjelp av tre typer av gjærvektorer (integrerende YIp (gjær-integrerende plasmider)-vektorer, repliserende YRp (gjær-replikonplasmider)-vektorer og episomale YEp (gjær-episomale plasmider)-vektorer). Dette er nærmere beskrevet i f.eks. S. M. Kingsman et al., Tibtech 5 (1987) 53-57.
Ytterligere genteknologiske fremgangsmåter for fremstilling og ekspresjon av egnede vektorer er beskrevet i J. Sambrook et al., "Ekspression of cloned genes in E. coli" in Molecular Cloning: A laboratory manual (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press, USA).
Etter fremstilling utføres rensingen av rekombinant ETI kromatografisk ved hjelp av en anionutbytter, f.eks. en "Q-Sepharose"-søyle, en kationutbytter (f.eks. på sulfopropylbasis) eller ved hjelp av en nikkelchelatsøyle, som f.eks. beskrevet i Porath J. & Olin, B., Biochemistry 22 (1983), 1621-1630. Overraskende erholdes etter denne rensingsfremgangsmåte en rekombinant ETI hvis inhibitorisk aktivitet overfor serinproteaser som trypsin og vevsplasminogenaktivator er vesentlig høyere enn den inhibitoriske aktivitet av naturlig ETL
Denne oppfinnelsen gjelder dermed også fremgangsmåte for fremstilling av et polypeptid med samme aktivitet som en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra, kjennetegnet ved at dyrking av prokaryote eller eukaryote vertsceller som er transformert eller transfektert med en eksogen nukleinsyre som i alt vesentlig tilsvarer sekvensen nukleotid 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen av den genetiske kode, på en måte som tillater vertscellene, under egnede næringsstoffbetingelser, å uttrykke polypeptidet, etterfulgt av isolering av det ønskede polypeptid som er kjennetegnet ved at det har en spesifikk inhibitorisk aktivitet på ca. 1,07 U/mg overfor trypsin.
Et således fremstilt renset polypeptid besitter aktiviteten til en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra og kan erholdes ved dyrkning av prokaryote eller eukaryote vertsceller som ved hjelp av en eksogen nukleinsyre (fortrinnsvis DNA) som vesentlig tilsvarer sekvensen nukleotid 9 til 527 av SEKVENS.ID.nr.: 1, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen av den genetiske kode, transformeres eller transfekteres på en måte som, under egnede næringsstoffbetingelser, tillater at vertscellen uttrykker polypeptidet, etterfulgt av isolering av det ønskede polypeptid som besitter en spesifikk inhibitorisk aktivitet på ca. 1,07 U/mg eller høyere (fortrinnsvis 1,07 til 1,8 U/mg) overfor trypsin. Ved forskjellige tilsetninger av rekombinant ETI ble det som spesifikk aktivitet f.eks. funnet 1,2, 1,5 og 1,6 U/mg. Denne aktivitet erholdes etter kromatografisk rensing på en anionutbytter, kationutbytter eller på en nikkelchelatsøyle.
Foreliggende oppfinnelse angår ytterligere en fremgangsmåte for fremstilling av et rekombinant polypeptid som besitter aktiviteten til en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra, ved dyrkning av prokaryote eller eukaryote vertsceller som ved hjelp av en eksogen nukleinsyre (fortrinnsvis DNA), som vesentlig tilsvarer sekvensen nukleotid 9-527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen av den genetiske kode, transformeres eller transfekteres på en måte som tillater at vertscellen, under egnede næringsstoffbetingelser, uttrykker polypeptidet, etterfulgt av isolering av polypeptidet fra vertscellene og kromatografisk rensing på en anionutbytter, kationutbytter eller en nikkelchelatsøyle.
Rensingen av serinproteaser under anvendelse av rekombinante ETI utføres ved hjelp av fremgangsmåter kjent for fagfolk (se f.eks. F. J. Joubert (1987)). ETI blir herved kovalent bundet til en matriks (f.eks. CNBr-Sepharosesøyle), og proteinblandingen som inneholder serinproteasen appliseres ved nøytrale eller svakt alkaliske betingelser på søylen og kromatograferingen gjennomføres. Elueringen utføres ved senking av pH til ^ 5,5, eller ved anvendelse av bufferløsninger som inneholder kaotrope midler, som f.eks. KSCN. Eluatet har en proteinrenhet høyere enn 95 % med hensyn til serinproteasen. For videre anvendelse overføres serinproteasen fortrinnsvis i den ønskede bufferløsning gjennom dialyse.
Immobiliseringen av inhibitoren og alle ytterligere fremgangsmåtetrinn for rensing av serinprotease og t-PA kan gjennomføres på analog måte som for inhibitor DE-3 isolert fra E. caffra. Slike fremgangsmåter er f.eks. beskrevet i EP-B 0 218 479, EP-B 0 112 122, USP 4 902 623. Immobiliseringen utføres egnet på en inert bærer, fortrinnsvis på CNBr-"Sepharose".
De etterfølgende eksempler og sekvensprotokollene gir en ytterligere beskrivelse av foreliggende oppfinnelse.
Eksempel 1
Ekspresjon av ETI i E . coli
sl ) Gensvntese
Under benyttelse av de foretrukne kodoner fra E. coli ble det fra aminosyresekvensen av ETI fra Erythrina caffra (Joubert og Dowdle, Thrombosis and Haemostasis 57 (3) (1987) 356-360) avledet en tilsvarende nukleinsyresekvens og denne ble fremstilt syntetisk etter metoden ifølge Beattie og Fowler (Nature 352
(1991) 548-549). For å lette kloningen ble det ved 5'-enden innføyet spaltingssted for restriksjonsenzymet EcoRI og ved 3'-enden et spaltingssted for restriksjonsenzymet Hindlll. Den syntetiske nukleinsyre ble spaltet med enzymene EcoRI og Hindlll og ligert med kloningsvektoren pBS+ (stratagene, US katalog nr. 211201, derivat av fag fl og stratagens pBS-plasmid med T3- og T7-promotorgen, ampicillinresistensgen, fl-replikasjonsstartområde, ColE-l-replikasjonsstartområde, lacl-gen, lacZ-gen og et multippelt kloningssete), som likeledes også på forhånd ble spaltet med EcoRI og Hindlll. Ligeringsinnføyelsen ble transformert i Escherichia coli. De erholdte kloner, selektert på ampicillin, ble analysert ved restriksjon med enzymene EcoRI og Hindlll. Den resulterende klon, pBS+ETI, inneholder et ytterligere EcoRI/Hindlll-fragment med en størrelse på 539 bp med SEKVENS. ID.nr.: 1. *
b) Ekspresjonsvektor
Plasmidet pBS+ETI ble spaltet med restriksjonsenzymene EcoRI og
Hindlll og fragmentet på 539 bp ble isolert. Ekspresjonsvektoren pBTacl (fra Boehringer Mannheim GmbH, katalog nr. 1081365, på basis av pUC8, H. Haymerle et al., Nucl. Acid Res. 14 (1986) 8615-8624) ble likeledes spaltet med enzymene EcoRI og Hindlll og vektorfragmentet på ca. 4,6 kb ble isolert. Begge fragmenter ble ligert og transformert i E. coli (DSM 5443) sammen med hjelperplasmidet pUBS520 (Brinkmann et al., Gene 85 (1989) 109-114), som inneholder lac-repressorgenet. Utvelgelsen av kloner ble utført ved hjelp av ampicillin-, hhv. kanamycinresistensen, formidlet av plasmidene. Det erholdte plasmid pBTETI inneholder, sammenlignet med utgangsvektor pBTacl, et ytterligere EcoRI/Hindlll-fragment med en størrelse på 539 bp.
På analog måte kan det i stedet for DSM 5443 også anvendes DSM 3689 som allerede inneholder et Iq-plasmid. I dette tilfelle er hjelperplasmidet pUB520 ikke
nødvendig.
c) Ekspresjon av rekombinante ETI ( recETI) i E . coli
For å undersøke ekspresjonsytelsen ble E. coli stamme DSM 5443 dyrket
med plasmider pBTETI og pUBS520 i LB-medium (Sambrook et al., Molecular Cloning (1989) Cold Spring Harbor) i nærvær av ampicillin og kanamycin (sluttkonsentrasjon 50 /ig/ml) til en optisk tetthet (OD) på 0,6 ved 550 nm. Ekspresjonen ble innledet ved tilsetning av 5 mM IPTG. Kulturen ble inkubert i ytterligere 4 timer. I tilknytning til dette ble E. coli oppsamlet ved sentrifugering og resuspendert i buffer (50 mM tris-HCl pH 8, 50 mM EDTA); ved ultralydbestråling ble det utført lysis av E. coli. Gjennom ny sentrifugering ble den uløselige proteinfraksjon (inklusjonslegemer) oppsamlet og resuspendert i den ovennevnte buffer ved ultralydbestråling. Suspensjonen ble tilsatt et 1/4 volum appliseringsbuffer (250 mM tris-HCl pH 6,8, 0,01 M EDTA, 5 % SDS, 5 % merkaptoetanol, 50 % glyserol og 0,005 % bromfenolblått) og analysert ved hjelp av en 12,5 % SDS-polyakrylamidgel. Som kontroll ble det gjennomført den samme preparering med en kultur av E. coli (pBTETI/pUBS520) som ikke var tilsatt IPTG, og applisert på
polyakrylamidgel. Ved preparering av den IPTG-induserte kultur kan det, etter farging av gelen med 0,2 % coomassie-blått R250 (oppløst i 30 % metanol og 10 % eddiksyre) og avfarging av gelen med en metanol-eddiksyreblanding, påvises et tydelig bånd med en molekylvekt på
ca. 22 kd. Dette bånd finnes ikke i preparatet av de ikke-induserte E. co/z-celler.
Eksempel 2
Renaturerinp op rensing av recETI
50 g inklusjonslegemer (IB) ble oppløst i 0,1 M tris/HCl, pH 8,5, 6 M guanidin, 0,1 M DTE, 1 mM EDTA (90 minutter ved 25 °C, CProt. = 10 mg/ml) og dialysert etter innstilling av pH-verdien på 2,5 (HC1) mot 3 mol/l guanidin/HCl.
Dialysatet ble sentrifugert (SS34, 13 000 rpm) og innstilt etter konsentrering over YM 10 på Cprot. 36,9 mg/ml. En 1 liters reaksjonskolbe ble fylt med 0,1 M tris/HCl, pH 8,5,
1 mM EDTA, 1 mM GSH, 0,1 mM GSSG. Renatureringen ble utført ved 20 °C ved 16 tilsetninger av dialysat (600 fig protein/ml buffer) med et tidsmellomrom på 30
minutter.
Renatureringen ga 2,8 U/ml aktivt ETI.
Rensing av recETI
a) Ved hjelp av anionutbytter
recETI ble renaturert i 0,1 M tris/HCl, pH 8,5, 1 mM EDTA, 1 mM GSH,
0,1 mM GSSG. Renaturatet ble fortynnet 1:2 med H20, innstilt med HC1 til pH 8,0, dialysert mot 50 mM tris/HCl, pH 8,0, og applisert på en Q-"sepharose"-søyle (5 mg protein/ml gel) ekvilibrert med 50 mM tris/HCl, pH 8,0. Etter vask av søylen med ekvilibreringsbufferen og med 50 mM Na2HP04/H3P04, pH 8,0 (fem søylevolumer) ble elueringen utført med 50 mM ^HPCv^PCv, pH 8,0, 0,2 M NaCl.
b) Ved hjelp av kationutb<y>tter
Renaturert ETI ble innstilt på pH 4,0 ved tilsetning av HC1 og dialysert
mot 50 mM NaOAc/HCl (Cross Flow). Dialysatet ble sentrifugert (13 000 rpm, 30 minutter, SS34) og applisert på en TSK-SP-søyle (kationutbytter med sulfopropyl-sidegrupper, Merck, Tyskland, volum 15 ml) ekvilibrert med 50 mM NaOAc/HCl, pH 4,0. Etter vask av søylen med ekvilibreringsbuffer og 50 mM NaOAc/HCl, pH 4,0, 0,1 m NaCl, ble utføringen utført med 50 mM NaOAc/HCl, pH 4,0,0,2 M NaCl.
Renheten av eluatet ble kontrollert ved SDS-PAGE og RP-HPLC.
Resultat:
ETI ble under de anvendte betingelser bundet til TSK-SP-søylen og kan elueres med 0,2 M NaCl. SDS-PAGE- og RP-HPLC-analyse ga en renhet > 95 %.
Eksempel 3
Sammenligning mellom den spesifikke aktivitet av recETI og ETI av frø fra Er<y>thrina caffra
recETI og ETI, isolert av frø fra E. caffra, ble dialysert mot 50 mM Na2HP04/H3P04, pH 8,0, 0,2 M NaCl, og innstilt til en proteinkonsentrasjon på 0,8 mg/ml. Proteinkonsentrasjonen ble bestemt ved måling av UV-absorpsjonen ved 280 nm (e = 1,46 cm<2>/mg).
Bestemmelse av ETI- aktivitet
Hemming av trypsin ved hjelp av ETI ble målt med N-oi-benzoyletylester (BAEE) som substrat. 40 fil av en trypsinløsning (0,13 mg/ml, 2 mM HC1) ble blandet i en kvartskyvette med 60 fil testbuffer (0,1 M tris/HCl, pH 8,0) og 100 fil ETI-løsning, og inkubert i 5 minutter ved 30 °C. Etter tilsetning av 800 fil BAEE-løsning (20 mg BAEE x HCl/100 ml testbuffer) ble ekstinksjonsøkningen/minutt bestemt ved 253 nm.
ETI-aktiviteten bestemmes etter følgende formel:
EProbe: Ekstinksjonsøkning/minutt for den hemmede probe E-nypsin: Ekstinksjonsøkning/minutt for det uhemmede trypsin Cnypsin: Trypsinkonsentrasjon i testblandingen
V: forhåndsfortynning av ETI-løsningen
Resultat:
Den spesifikke aktivitet for recETI er ca. 20 % høyere enn den spesifikke aktivitet av ETI isolert etter klassiske fremgangsmåter fra frøene fra E. caffra.
Ved ytterligere tilførsler av rekombinant ETI ble det som spesifikk aktivitet f.eks. funnet 1,2, 1,5 og 1,6 U/mg.
Eksempel 4
Kobling av recETI til CNBr-" Sepharose"
170 mg renset recETI ble dialysert mot 0,05 M H3B03/NaOH, pH 8,0, 0,5 M NaCl (koblingsbuffer), og blandet med 7,5 g CNBr-"Sepharose', (svellet over natten i 500 ml 1 mM HC1, deretter avsuget og suspendert i koblingsbuffer). Suspensjonen ble inkubert i 90 minutter ved romtemperatur, avsuget og omrørt over natten med 400 ml 0,1 M tris/HCl, pH 8,0. recETI-"Sepharose" ble avsuget og ekvilibrert med 0,7 M arginin/H3P04, pH 7,5.
Eksempel 5
Rensing av en rekombinant plasminogenaktivator
54 mg rekombinant plasminogenaktivator K2P (fremstilt etter WO 90/09437 eller USP 5 223 256) ble applisert på recETI-sepharose ekvilibrert med 0,7 M arginin/H3P04, pH 7,5. Etter vask med ekvilibreringsbufferen og med 0,3 M arginin/H3P04, pH 7,0 (fem søylevolumer) ble elueringen utført med 0,3 M arginin/H3P04, pH 4,5. Plasminogenaktivatorinnholdet i eluatet ble bestemt med S 2288 som substrat (Kohnert et al., Prot. Engineer. 5 (1992) 93-100).
Resultat:
Bindingskapasiteten av recETI-sepharose med hensyn til plasminogenaktivatoren oppgår til 1,2 mg (tilsvarende 0,63 MU) plasminogenaktivator/mlrecETI-sepharose.

Claims (19)

1. Fremgangsmåte for rensing av serinproteaser fra en proteinblanding, omfattende binding av serinproteasen til et immobilisert polypeptid med aktiviteten til en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra, fjerning av de ubundne komponenter fra proteinblandingen, løsning av serinproteasen fra inhibitoren, atskillelse av den immobiliserte inhibitor fra den løselige serinprotease og isolering av serinproteasen, karakterisert ved at det som polypeptid anvendes et polypeptid som er produktet av en prokaryot eller eukaryot ekspresjon av en eksogen nukleinsyre og som renses kromatografisk ved hjelp av en anionutbytter, kationutbytter eller en nikkelchelatsøyle.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at serinproteasen er en plasminogenaktivator.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at plasminogenaktivatoren er en vevsplasminogenaktivator eller et derivat derav.
4. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 til 3, karakterisert ved at inhibitoren immobiliseres på en inert bærer.
5. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 til 4, karakterisert ved at den eksogene nukleinsyre vesentlig tilsvarer sekvensen nukleotid 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen av den genetiske kode.
6. Anvendelse av et polypeptid med aktiviteten til en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra som er produktet av en prokaryot eller eukaryot ekspresjon av en eksogen nukleinsyre og som renses kromatografisk ved hjelp av en anionutbytter, kationutbytter eller nikkelchelat, for affinitetskromatografisk rensing av serinproteaser.
7. Anvendelse ifølge krav 6, karakterisert ved at serinproteasen er en plasminogenaktivator.
8. Anvendelse ifølge krav 7, karakterisert ved at plasminogenaktivatoren er en vevsplasminogenaktivator eller et derivat derav.
9. Fremgangsmåte for fremstilling av et polypeptid med samme aktivitet som en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra, karakterisert ved dyrking av prokaryote eller eukaryote vertsceller som er transformert eller transfektert med en eksogen nukleinsyre som i alt vesentlig tilsvarer sekvensen nukleotid 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen av den genetiske kode, på en måte som tillater vertscellene, under egnede næringsstoffbetingelser, å uttrykke polypeptidet, etterfulgt av isolering av det ønskede polypeptid som er kjennetegnet ved at det har en spesifikk inhibitorisk aktivitet på ca. 1,07 U/mg overfor trypsin.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at det som nukleinsyre anvendes en nukleinsyre med sekvensnukleotid 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen av den genetiske kode.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at vertscellene er E. cøft-celler.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at vertscellene er gjærceller eller CHO-celler.
13. Nukleinsyre med sekvensen nukleotid 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, karakterisert ved at den koder for et polypeptid med samme aktivitet som en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra.
14. Biologisk funksjonelt plasmid eller virus-DNA-vektor, karakterisert ved at den inneholder en nukleinsyre ifølge krav 13.
15. Prokaryot eller eukaryot vertscelle, karakterisert ved at den transformeres eller transfekteres stabilt med en DNA-vektor ifølge krav 14.
16. Polypeptid med samme aktivitet som en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra, karakterisert ved at det fremstilles ved dyrking av prokaryote eller eukaryote vertsceller som er transformert eller transfektert med en eksogen nukleinsyre som i alt vesentlig tilsvarer sekvensen nukleotid 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen av den genetiske kode, på en måte som tillater at vertscellene, under egnede næringsstoffbetingelser, uttrykker polypeptidet, etterfulgt av isolering av det ønskede polypeptid som er kjennetegnet ved at det har en spesifikk inhibitorisk aktivitet på ca. 1,07 U/mg eller høyere overfor trypsin.
17. Polypeptid ifølge krav 16, karakterisert ved at ekspresjonen utføres i prokaryote vertsceller og at polypeptidet har aminosyresekvensen SEKVENS.ID.nr.: 2.
18. Polypeptid ifølge krav 16, karakterisert ved at ekspresjonen utføres i eukaryote vertsceller og at polypeptidet har aminosyresekvensen SEKVENS.ID.nr.: 2 uten det N-terminale metionin.
19. Fremgangsmåte for fremstilling av et rekombinant polypeptid med samme aktivitet som en inhibitor DE-3 fra Erythrina caffra, karakterisert ved dyrkning av prokaryote eller eukaryote vertsceller som transformeres eller transfekteres med en eksogen nukleinsyre som i alt vesentlig tilsvarer sekvensen nukleotid 9 til 527 i SEKVENS.ID.nr.: 1, eller en nukleinsyre som koder for det samme polypeptid innen rammen for degenerasjonen av den genetiske kode, på en måte som tillater at vertscellen, under egnede næringsstoffbetingelser, uttrykker polypeptidet, etterfulgt av isolering av polypeptidet fra vertscellene og kromatografisk rensing av polypeptidet på en anionutbytter, kationutbytter eller en nikkelchelatsøyle.
NO19963849A 1994-03-16 1996-09-13 Fremgangsmate for rensing av serinproteaser ved anvendelse av et immobilisert polypeptid med samme aktivitet som inhibitor DE-3 fra E. caffra, samt fremstilling og anvendelse av nevnte polypeptid NO316704B1 (no)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4408939 1994-03-16
DE4424171A DE4424171A1 (de) 1994-03-16 1994-07-08 Verwendung von rekombinantem Inhibitor aus Erythrina caffra zur Reinigung von Serinproteasen
PCT/EP1995/000926 WO1995025168A1 (de) 1994-03-16 1995-03-13 Verwendung von rekombinantem inhibitor aus erythrina caffra zur reinigung von serinproteasen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO963849D0 NO963849D0 (no) 1996-09-13
NO963849L NO963849L (no) 1996-11-15
NO316704B1 true NO316704B1 (no) 2004-04-13

Family

ID=25934769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19963849A NO316704B1 (no) 1994-03-16 1996-09-13 Fremgangsmate for rensing av serinproteaser ved anvendelse av et immobilisert polypeptid med samme aktivitet som inhibitor DE-3 fra E. caffra, samt fremstilling og anvendelse av nevnte polypeptid

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5958722A (no)
EP (1) EP0750667B1 (no)
JP (1) JP2846961B2 (no)
AT (1) ATE174962T1 (no)
AU (1) AU691904B2 (no)
CA (1) CA2185436C (no)
CZ (1) CZ285502B6 (no)
ES (1) ES2128721T3 (no)
IL (1) IL112995A (no)
MX (1) MX9603864A (no)
NO (1) NO316704B1 (no)
NZ (1) NZ282790A (no)
SK (1) SK282430B6 (no)
WO (1) WO1995025168A1 (no)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0112122B1 (en) * 1982-12-14 1991-08-28 South African Inventions Development Corporation Plasminogen activator
AU597908B2 (en) * 1985-10-04 1990-06-14 Implico B.V. A protein reagent having the ability to bind tissue plasminogen activator in its two chain form and/or its single chain form

Also Published As

Publication number Publication date
CA2185436A1 (en) 1995-09-21
CA2185436C (en) 2000-08-01
AU2069395A (en) 1995-10-03
IL112995A (en) 2004-07-25
US5958722A (en) 1999-09-28
MX9603864A (es) 1997-03-29
EP0750667B1 (de) 1998-12-23
WO1995025168A1 (de) 1995-09-21
IL112995A0 (en) 1995-06-29
JP2846961B2 (ja) 1999-01-13
CZ252996A3 (en) 1996-11-13
SK114296A3 (en) 1997-05-07
JPH09503395A (ja) 1997-04-08
ES2128721T3 (es) 1999-05-16
NO963849D0 (no) 1996-09-13
CZ285502B6 (cs) 1999-08-11
ATE174962T1 (de) 1999-01-15
EP0750667A1 (de) 1997-01-02
SK282430B6 (sk) 2002-02-05
AU691904B2 (en) 1998-05-28
NZ282790A (en) 1997-08-22
NO963849L (no) 1996-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4865974A (en) Bacterial methionine N-terminal peptidase
EP0302456B1 (en) New tissue plasminogen activator
CA2218880A1 (en) Process for preparing anti-obesity protein
JPH07147984A (ja) ポリクリングルプラスミノーゲン活性化因子をコードする遺伝子およびそれを含有するベクター
US5013662A (en) Bacterial methionine n-terminal peptidase
EP0263172B1 (en) Protein analogues of tissue plasminogen activator
KR0167761B1 (ko) 플라스미드, 이의 작제방법 및 플라스미노겐 활성자 제조에 있어서의 이의 용도
EP0797671A1 (en) A process of producing extracellular proteins in bacteria
Yabuta et al. Hyperproduction of a recombinant fusion protein of Staphylococcus aureus V8 protease in Escherichia coli and its processing by OmpT protease to release an active V8 protease derivative
WO1990004023A1 (en) Production of human prourokinase
NO316704B1 (no) Fremgangsmate for rensing av serinproteaser ved anvendelse av et immobilisert polypeptid med samme aktivitet som inhibitor DE-3 fra E. caffra, samt fremstilling og anvendelse av nevnte polypeptid
JP3061199B2 (ja) エリトリナ・カッフラ型インヒビターの突然変異体及びセリンプロテアーゼを精製するための前記突然変異体の利用
KR100206731B1 (ko) 에리트리나 카프라 유래 재조합 억제인자를 이용한 세린 프로테아제의 정제방법
NZ514657A (en) Production of pancreatic procarboxy-peptidase B, isoforms and muteins thereof, and their use
MXPA97007486A (en) Mutant of the type erythrina caffra inhibitor and the use of said mutant to purify proteases of being
US5700677A (en) Protein analogues of tissue plasminogen activator
MXPA01009979A (en) Production of pancreatic procarboxy-peptidase b, isoforms and muteins thereof, and their use

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired