RU2046143C1 - Process for preparing immobilized dismutase superoxide - Google Patents

Process for preparing immobilized dismutase superoxide Download PDF

Info

Publication number
RU2046143C1
RU2046143C1 SU5021712A RU2046143C1 RU 2046143 C1 RU2046143 C1 RU 2046143C1 SU 5021712 A SU5021712 A SU 5021712A RU 2046143 C1 RU2046143 C1 RU 2046143C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dso
solution
sod
weight
superoxide
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Р.Н. Мишаева
Н.П. Кузнецова
Л.Р. Гудкин
И.В. Чурилова
Б.П. Шаронов
Л.М. Страгович
Е.А. Селиванов
И.М. Быстрова
И.Е. Молоковская
Original Assignee
Институт высокомолекулярных соединений РАН
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
Application filed by Институт высокомолекулярных соединений РАН filed Critical Институт высокомолекулярных соединений РАН
Priority to SU5021712 priority Critical patent/RU2046143C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2046143C1 publication Critical patent/RU2046143C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology and chemistry of high molecular biologically active compounds and biological practice for the production of a stable oxygen transfer agent having prolonged antioxidant activity. SUBSTANCE: 1-2% by weight of glutaric aldehyde (GA) is successively added to a 0.4-1.0 $ by weight of dismutase superoxide (DSO) solution at a DSO to GA molar ratio of (95.4-228) and 0.68-5.0% by weight of a hemoglobin (HG) solution at a DSO to HG molar ratio of 1:(1-13.4). The desired DSO derivative is biodestructable in the blood route. It maintains total superoxide activity and has a high level of a gas- transport function, and high MM values promote prolonged activity. The process allows the transfer agent to be covalently added to the polymer, this corresponds to 68-93% by weight of DSO introduced in the reaction. EFFECT: improved properties of the immobilized dismutase superoxide. 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к химии высокомолекулярных биологически активных соединений и может найти применение в биохимической практике для получения стабильного переносчика кислорода, обладающего одновременно пролонгированной антиоксидантной активностью. The invention relates to the chemistry of high molecular weight biologically active compounds and can find application in biochemical practice to obtain a stable oxygen carrier having simultaneously prolonged antioxidant activity.

Известен способ получения ковалентно иммобилизованной супероксид дисмутазы (супероксид: супероксид оксидоредуктаза) (СОД) на полиэтиленгликоле (ПЭГ). Он реализован с помощью совокупности следующих существенных признаков. A known method for producing covalently immobilized superoxide dismutase (superoxide: superoxide oxidoreductase) (SOD) on polyethylene glycol (PEG). It is implemented using the combination of the following essential features.

Цианурат хлоридом

Figure 00000001
в органическом растворителе активировали ПЭГ-5000. К активированному ПЭГ добавляли СОД и вели реакцию при перемешивании при комнатной температуре. Целевой продукт выделяли хроматографией.Cyanurate chloride
Figure 00000001
PEG-5000 was activated in an organic solvent. SOD was added to the activated PEG and the reaction was carried out with stirring at room temperature. The target product was isolated by chromatography.

Основным недостатком известного способа является невозможность биодеструкции полученного полимерного производного СОД в организме. Кроме того, целевой продукт не обладает способностью к переносу кислорода. The main disadvantage of this method is the impossibility of biodegradation of the obtained polymer derivative of SOD in the body. In addition, the target product does not have the ability to transfer oxygen.

Целью изобретения является придание иммобилизированной СОД способности к биодеструкции и газотранспортной функции. The aim of the invention is to give immobilized SOD the ability to biodegradation and gas transport functions.

Цель достигается способом получения иммобилизованной СОД, который реализуется следующей совокупностью существенных признаков. The goal is achieved by the method of obtaining immobilized SOD, which is implemented by the following set of essential features.

К водному 0,4-1%-ному (маc.) раствору СОД с рН 6,8-7,4 добавляют 1-2%-ный (мас. ) водный раствор глутарового альдегида (ГА) при 5-15оС. Молярное отношение CОД: ГА 1:(95,4-228). В реакционную смесь при перемешивании добавляют 0,68-5%-ный (мас.) водный раствор гемоглобина (Гб). Соотношение СОД Гб 1:(1-13,4). Реакцию завершают введением реагента, блокирующего свободные альдегидные и непредельные группировки, возникающие в ходе реакции в иммобилизованной СОД. Целевой продукт выделяют хроматографией.To an aqueous 0.4-1% (wt.) Solution of SOD with a pH of 6.8-7.4 add a 1-2% (wt.) Aqueous solution of glutaraldehyde (HA) at 5-15 about C. The molar ratio of SOD: HA 1: (95.4-228). A 0.68-5% (wt.) Aqueous hemoglobin solution (GB) is added to the reaction mixture with stirring. The ratio of SOD GB 1: (1-13,4). The reaction is completed by the introduction of a reagent that blocks free aldehyde and unsaturated groups that occur during the reaction in immobilized SOD. The target product is isolated by chromatography.

Целевой продукт характеризовали величиной ММ 32000 количеством присоединяющейся СОД, контролировали отсутствие в нем примеси СОД, не связанной ковалентно, определяли активность иммобилизованной СОД и оценивали газотранспортную функцию. The target product was characterized by an MM value of 32,000 by the amount of added SOD, the absence of an impurity of SOD that was not covalently bound in it was controlled, the activity of immobilized SOD was determined, and the gas transport function was evaluated.

Анализ известного уровня науки и техники показал, что заявленный способ получения иммобилизованной СОД не известен. An analysis of the known level of science and technology showed that the claimed method for producing immobilized SOD is not known.

В качестве иллюстрации заявленного способа приведены фиг.1 и 2 (по примеру 1). Для остальных примеров фигуры в значительной мере аналогичны. As an illustration of the claimed method are shown in figures 1 and 2 (according to example 1). For the remaining examples, the figures are largely similar.

На фиг. 1 представлена хроматограмма продуктов реакции, полученная на колонке (1,8 х 60 см) с сефарозой 6 В. По оси ординат оптическая плотность, по оси абсцисс объем элюции. In FIG. Figure 1 shows the chromatogram of the reaction products obtained on a column (1.8 x 60 cm) with 6 V sepharose. Optical density along the ordinate axis, and elution volume along the abscissa axis.

На фиг 2 представлены кривые диссоциации кислорода для полимерного Гб (ПГб), получаемого взаимодейcтвием Гб, выделяемого из эритроцитов, c бифункциональным cшивающим агентом в водных раcтворах, cуперокcид диcмутазы (cуперокcид: cуперокcид окcидоредуктаза) с иммобилизованной СОД (кривая 1) и ПГб той же ММ (кривая 2). По оси ординат насыщение Гб-звеньев кислородом (в) по оси абсцисс РО2 парциальное давление кислорода (в мм рт.ст.).Figure 2 shows the oxygen dissociation curves for polymeric GB (PHB) obtained by the interaction of GB isolated from red blood cells with a bifunctional cross-linking agent in aqueous solutions, superoxide dismutase (superoxide: superoxide oxide reductase) М of immobility 1 (curve 2). On the ordinate axis, the saturation of the GB units with oxygen (c) on the abscissa axis P O2 is the partial pressure of oxygen (in mmHg).

Хорошо видно, что для кривых 1 и 2 Р50 величины парциального давления кислорода при полунасыщении полимерных производных кислородом практически равны 24 и 25 соответственно. При этом параметр, характеризующий кооперативность процесса присоединения кислорода к ПГб для сравниваемых полимерных продуктов также идентичен и равен 1,3.It is clearly seen that for curves 1 and 2 P 50 the partial pressure of oxygen during the half-saturation of the polymer derivatives with oxygen is practically equal to 24 and 25, respectively. Moreover, the parameter characterizing the cooperativity of the process of oxygen addition to PHB for the compared polymer products is also identical and equal to 1.3.

Активность СОД определяли спектрофотометрически при λ 560 нм по калиброванию восстановления красителя нитротетразолиевого синего в системе репарации супероксидных радикалов рибофлавин-метионин. SOD activity was determined spectrophotometrically at λ 560 nm by calibrating the recovery of the nitrotetrazolium blue dye in the riboflavin-methionine superoxide radical repair system.

Концентрация гемоглобина определялась спектрофотометрически при λ= 540 нм с помощью цианметгемоглобинового производного, среднемассовую ММ определяли исходя из ММР на сефарозе 6В с использованием стандартных калибровочных белков в интервале ММ от 14 ˙103 до 900 ˙103.The hemoglobin concentration was determined spectrophotometrically at λ = 540 nm using a cyanomethhemoglobin derivative, the mass-average molecular mass was determined based on MMP on Sepharose 6B using standard calibration proteins in the MM range from 14 ˙ 10 3 to 900 ˙ 10 3 .

П р и м е р 1. К 1,48 мл 0,5%-ного (мас.) водного (0,15 М хлористый натрий) раствора СОД медленно прибавляют 0,25 мл 1,9%-ного (мас.) водного раствора ГА. Реакционную смесь перемешивают 60 мин при 10оС и добавляют 4 мл 5% -ного (мас. ) водного (0,15 М хлористый натрий) раствора Гб. Смесь вновь перемешивают 60 мин при 10оС и добавляют 4 мл 5%-ного (маc.) водного (0,15 М хлористый натрий) раствора Гб. Смесь вновь перемешивают 60 мин при той же температуре и прикапывают для завершения реакции 0,26 мл 0,7%-ного (мас.) водного раствора NaBH4 рН 8. Смесь перемешивают 30 мин и вводят в хроматографическую колонку с сефарозой 6 В, уравновешенной 0,04 М фосфатным буферным раствором рН 7,4. Гельхроматографию ведут при 12оС со скоростью 13 мл/ч, элюцию проводят 0,04 М фосфатным буферным раствором рН 7,4. Количество связанной СОД 6,2 мг, т.е. 84% от введенного в реакцию количества фермента.PRI me R 1. To 1.48 ml of a 0.5% (wt.) Aqueous (0.15 M sodium chloride) solution of SOD slowly add 0.25 ml of 1.9% (wt.) an aqueous solution of HA. The reaction mixture was stirred for 60 min at 10 ° C and added 4 ml of 5% (wt.) Aqueous (0.15 M sodium chloride) solution Gb. The mixture was again stirred for 60 min at 10 ° C and added 4 ml of 5% (wt.) Aqueous (0.15 M sodium chloride) solution Gb. The mixture was stirred again for 60 minutes at the same temperature and added dropwise to complete the reaction with 0.26 ml of a 0.7% (w / w) aqueous solution of NaBH 4 pH 8. The mixture was stirred for 30 minutes and introduced into a chromatographic column with 6 V Sepharose equilibrated 0.04 M phosphate buffered saline pH 7.4. Size exclusion was conducted at 12 ° C at a speed of 13 ml / hr, elution was carried out with 0.04M phosphate buffer pH 7.4. The amount of bound SOD is 6.2 mg, i.e. 84% of the amount of enzyme introduced into the reaction.

Определение активности проводили известным методом Бейера и Фридовича. Величина активности, показатель ММ ПГб и молярное соотношение СОД: Гб представлены в таблице. The determination of activity was carried out by the known method of Beyer and Fridovich. The magnitude of activity, the indicator MM PHB and the molar ratio of SOD: GB are presented in the table.

П р и м е р 2. К 1,11 мл 1%-ного (маc.) водного (0,15 М хлористый натрий) раствора СОД рН 7 прибавляют 0,2 мл 1,9%-ного водного раствора ГА. Реакционную смесь перемешивают 45 мин при 15оС и добавляют 3 мл 5%-ного водного (0,15 М хлористый натрий) раствора Гб. Смесь перемешивают 90 мин при той же температуре и прикапывают для завершения реакции 0,39 мл 0,38%-ного (мас.) водного раствора NaBH4 рН 8,6. Смесь перемешивают 30 мин. Раствор гельхроматографируют в условиях примера 1. Количество связанной СОД 10,32 мг, т.е. 93% от введенного в реакцию количества фермента.PRI me R 2. To 1.11 ml of a 1% (wt.) Aqueous (0.15 M sodium chloride) solution of SOD pH 7 add 0.2 ml of a 1.9% aqueous solution of HA. The reaction mixture was stirred for 45 min at 15 ° C and add 3 mL of 5% aqueous solution (0.15 M sodium chloride) solution Gb. The mixture was stirred for 90 minutes at the same temperature and 0.39 ml of a 0.38% (w / w) aqueous solution of NaBH 4 pH 8.6 was added dropwise to complete the reaction. The mixture is stirred for 30 minutes. The solution was gel chromatographed under the conditions of Example 1. The amount of bound SOD was 10.32 mg, i.e. 93% of the amount of enzyme introduced into the reaction.

П р и м е р 3. К 2 мл 0,65%-ного (мас.) водного (0,15 М хлористый натрий) раствора СОД рН 7,4 медленно прибавляют 0,375 мл 1%-ного (мас.) водного раствора ГА при t 12оС. Реакционную смесь перемешивают 60 мин при той же температуре и добавляют 5 мл 1%-ного (мас.) водного (0,15 М хлористый натрий) раствора Гб. Смесь перемешивают 120 мин при той же температуре, после чего добавляют для завершения реакции 0,55 мин 0,27%-ного (мас.) водного раствора NaBH4 рН 9. После перемешивания в течение 30 мин смесь гельхроматографируют в условиях примера 1. Количество связанной СОД 9,6 мг, т.е. 74% от введенного в реакцию количества фермента.PRI me R 3. To 2 ml of a 0.65% (wt.) Aqueous (0.15 M sodium chloride) solution of SOD pH 7.4 slowly add 0.375 ml of a 1% (wt.) Aqueous solution HA at t about 12 ° C. The reaction mixture is stirred for 60 minutes at the same temperature and 5 ml of a 1% (wt.) Aqueous (0.15 M sodium chloride) GB solution are added. The mixture was stirred for 120 minutes at the same temperature, after which a 0.55 minute 0.27% (wt.) Aqueous solution of NaBH 4 pH 9 was added to complete the reaction. After stirring for 30 minutes, the mixture was gel chromatographed under the conditions of Example 1. bound SOD 9.6 mg, i.e. 74% of the amount of enzyme introduced into the reaction.

П р и м е р 4. К 0,8 мл 0,90%-ного (мас.) водного (0,15 М хлористый натрий) раствора СОД рН 7,2 медленно прибавляют 0,126 мл 1,9%-ного (мас.) водного раствора ГА при 5оС. Реакционную смесь перемешивают 60 мин при той же температуре и добавляют 2 мл 0,68%-ного (мас.) водного (0,15 М хлористый натрий) раствора гемоглобина. Смесь перемешивают 240 мин при той же температуре. Для завершения реакции добавляют 0,29 мл 0,3%-ного (мас.) водного раствора NaBH4 с рН 8,2. После перемешивания в течение 30 мин смесь гельхроматографируют в условиях примера 1. Количество ковалентно связанной СОД 4,9 мг, т.е. 68% от введенного в реакцию фермента.PRI me R 4. To 0.8 ml of a 0.90% (wt.) Aqueous (0.15 M sodium chloride) solution of SOD pH 7.2 slowly add 0.126 ml of 1.9% (wt. .) aqueous solution of GA at 5 C. the reaction mixture was stirred for 60 minutes at the same temperature and add 2 ml 0.68% solution (wt.) aqueous (0.15 M sodium chloride) hemoglobin solution. The mixture was stirred for 240 minutes at the same temperature. To complete the reaction add 0.29 ml of a 0.3% (wt.) Aqueous solution of NaBH 4 with a pH of 8.2. After stirring for 30 minutes, the mixture was gel chromatographed under the conditions of Example 1. The amount of covalently bound SOD was 4.9 mg, i.e. 68% of the enzyme introduced into the reaction.

Примеры 5-12 выполнены в условиях примера 1. Все данные сведены в таблицу. Examples 5-12 are made under the conditions of example 1. All data are summarized in table.

Биологические испытания проведены в Ленинградском HИИ гематологии и переливания крови МЗ РСФСР. Препарат с ММ (130-220) ˙103 вводили пяти собакам (массой 16-17 кг), 25 крысам (массой 0,20-0,25 кг), 10 кроликам (массой 2-2,5 кг). Препарат вводили шестикратно в течение 2 нед внутривенно (кроликам в ушную вену, крысам в хвостовую вену, собакам в бедренную вену). Через 3 сут после завершения курса введения (1%-ный раствор в дозе от 1 до 4 г/кг массы животного) в почках и селезенке наблюдали незначительные гранулы гемосидерина. Через 14 сут наблюдались только следы гранул. Через 30-45 сут не зафиксировано каких-либо следов.Biological tests were carried out at the Leningrad Research Institute of Hematology and Blood Transfusion of the Ministry of Health of the RSFSR. The drug with MM (130-220) × 10 3 was administered to five dogs (weighing 16-17 kg), 25 rats (weighing 0.20-0.25 kg), 10 rabbits (weighing 2-2.5 kg). The drug was administered six times within 2 weeks intravenously (rabbits in the ear vein, rats in the tail vein, dogs in the femoral vein). 3 days after completion of the course of administration (1% solution at a dose of 1 to 4 g / kg of animal weight), insignificant hemosiderin granules were observed in the kidneys and spleen. After 14 days, only traces of granules were observed. After 30-45 days, no traces were recorded.

Анализ экспериментального материала и данных фигур позволяет сделать следующие выводы. Цель изобретения достигнута, во-первых, за счет того, что производное биодеструктируемо в кровеносном русле, во-вторых, оно полностью сохраняет супероксидную активность и одновременно характеризуется высоким уровнем газотранспортной функции, т.е. способностью к обратимой оксигенации дезоксигенации. Высокие ММ конъюгата обеспечивают пролонгированное действие, (период полувыведения иммобилизованной СОД 10-12 ч, период полного выведения исходной СОД около 10 мин), таким образом пролонгация по времени в 60-72 раза больше. Analysis of the experimental material and these figures allows us to draw the following conclusions. The objective of the invention is achieved, firstly, due to the fact that the derivative is biodegradable in the bloodstream, and secondly, it fully retains superoxide activity and at the same time is characterized by a high level of gas transport function, i.e. ability to reversible oxygenation deoxygenation. High MM conjugate provide a prolonged action, (the half-life of immobilized SOD is 10-12 hours, the period of complete elimination of the initial SOD is about 10 minutes), thus the prolongation in time is 60-72 times longer.

Заявленный способ обеспечивает ковалентное присоединение 68-93% от массы введенной в реакцию СОД, что обеспечивает высокую эффективность способа. The claimed method provides covalent attachment of 68-93% by weight of the SOD introduced into the reaction, which ensures high efficiency of the method.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННОЙ СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗЫ, предусматривающий взаимодействие водных растворов гемоглобина, фермента и глутарового альдегида, завершение реакции введением реагента, блокирующего свободные альдегидные и непредельные группы, с последующим выделением целевого продукта хроматографией, отличающийся тем, что взаимодействие проводят последовательным добавлением к водному 0,1 0,4%-ному раствору супероксиддисмутазы (СОД) pH 6,8 7,4 1,0 2,0%-ного водного раствора глутарового альдегида (ГА) при молярном соотношении 1:(95,4 228) соответственно и 0,68 5,0%-ного водного раствора гемоглобина (Гб) при соотношении СОД: Гб. 1:(1 13,4) соответственно и температуре 5 15oС.METHOD FOR PRODUCING AN IMMOBILIZED SUPEROXIDE DISMUTASE, which involves the interaction of aqueous hemoglobin solutions, an enzyme and glutaraldehyde, the completion of the reaction by the introduction of a reagent blocking free aldehyde and unsaturated groups, followed by isolation of the target product by chromatography, characterized in that 0.1 is added to the reaction by adding 0 water to 4% solution of superoxide dismutase (SOD) pH 6.8 7.4 1.0 2.0% aqueous solution of glutaraldehyde (HA) at a molar ratio of 1: (95.4 228) respectively, and 0.68 of a 5.0% aqueous hemoglobin solution (GB) with a ratio of SOD: GB. 1: (1 13.4), respectively, and a temperature of 5 15 o C.
SU5021712 1991-10-16 1991-10-16 Process for preparing immobilized dismutase superoxide RU2046143C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5021712 RU2046143C1 (en) 1991-10-16 1991-10-16 Process for preparing immobilized dismutase superoxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5021712 RU2046143C1 (en) 1991-10-16 1991-10-16 Process for preparing immobilized dismutase superoxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2046143C1 true RU2046143C1 (en) 1995-10-20

Family

ID=21594173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5021712 RU2046143C1 (en) 1991-10-16 1991-10-16 Process for preparing immobilized dismutase superoxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2046143C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Beckman j.s. et al. y.of Biol Chem. 1988, N 14, v.263, p.6884-6892. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Axen et al. Preparation of modified agarose gels containing thiol groups
US4301144A (en) Blood substitute containing modified hemoglobin
Wingard Jr et al. Cell surface effects of adriamycin and carminomycin immobilized on cross-linked polyvinyl alcohol
Torchilin et al. Immobilization of enzymes on slowly soluble carriers
US4115536A (en) Agent for intravascular administration
CN106729735B (en) pH-sensitive polypeptide polymer and preparation method and application thereof
ES2284670T3 (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURE OF SYNTHETIC OXYGEN VEHICLES FROM COVALENTLY RETICULATED HEMOGLOBINS WITH FUNCTIONAL PROPERTIES IMPROVED BY RETICULATION IN THE PRESENCE OF EFFECTS THAT DO NOT CHEMICALLY REACT THE OXYGEN BODY AFFINITY.
US5403731A (en) Process of producing modified superoxide dismutase
ES2395894T3 (en) Mammalian hemoglobins compatible with blood plasma, cross-linked and conjugated with poly (alkylene oxides) as artificial medical oxygen carriers, their preparation and use
RU2046143C1 (en) Process for preparing immobilized dismutase superoxide
SU1128601A1 (en) Urocinase immobilized on fibrinogen
Chang [46] Methods for the therapeutic applications of immobilized enzymes
US7307150B2 (en) Dextran-hemoglobin conjugates as blood substitutes
Dalldorf et al. Mast cell activation by group A streptococcal polysaccharide in the rat and its role in experimental arthritis.
AU635464B2 (en) Composition for removing or inactivating harmful components in blood or other extracellular body fluids
EP0314749B1 (en) Haemoglobin complexes
RU2132687C1 (en) Method of preparing polyhemoglobin showing enhanced oxygen-transporting effectiveness
JPS63304000A (en) Method for immobilizing substance derived from living body
JPH0634633A (en) Hen's egg antibody fixation carrier and its production
EP0940144A1 (en) Bioactive polymer product
JPH0255445B2 (en)
Wilchek Affinity Therapy
FR2510760A1 (en) DOSAGE OF FOLATES BY COMPETITIVE FIXATION OF IMPROVED PROTEINS AND REAGENT SET FOR ITS IMPLEMENTATION
RU1836958C (en) Method for preparation of modelled blood substitute as oxygen carrier
JPH10273451A (en) Gel having ph responsive function