RU2055895C1 - METHOD OF PREPARING RECOMBINANT HUMAN α1 THYMOSINE - Google Patents
METHOD OF PREPARING RECOMBINANT HUMAN α1 THYMOSINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU2055895C1 RU2055895C1 SU5057014/13A SU5057014A RU2055895C1 RU 2055895 C1 RU2055895 C1 RU 2055895C1 SU 5057014/13 A SU5057014/13 A SU 5057014/13A SU 5057014 A SU5057014 A SU 5057014A RU 2055895 C1 RU2055895 C1 RU 2055895C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thymosin
- protein
- thymosine
- hybrid protein
- medium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, в частности, к способу микробиологического синтеза в клетках Escherichia coli рекомбинантного пептида со свойствами тимозина α 1 человека.The invention relates to biotechnology, in particular, to a method for microbiological synthesis in recombinant peptide with Escherichia coli cells with the properties of human thymosin α 1 .
Известен способ получения тимозина α1 путем крупномасштабной экстракции пептидов из тимуса теленка с последующим хроматографическим выделением целевого пептида [1] Недостатком этого способа является необходимость забоя большого количества новорожденных телят, так как наибольшее содержание тимозина α1 в тимусе приходится на возраст телят до 6 месяцев и составляет около 10 мг/кг железы. С увеличением возраста животных содержание тимозина а резко снижается, достигая менее 1 мг/кг. Кроме того для получения достаточно чистого пептида необходимо многократное использование хроматографических методов, что значительно усложняет технологию.There is a method of producing thymosin α 1 by large-scale extraction of peptides from calf thymus followed by chromatographic isolation of the target peptide [1] The disadvantage of this method is the need to slaughter a large number of newborn calves, since the thymosin α 1 in thymus has the highest content in calves up to 6 months and is about 10 mg / kg of gland. With increasing age of animals, the content of thymosin a decreases sharply, reaching less than 1 mg / kg. In addition, to obtain a sufficiently pure peptide, repeated use of chromatographic methods is necessary, which greatly complicates the technology.
Известен способ получения рекомбинантного тимозина α1 из гибридного белка с β -галактозидазой, кодируемого плазмидой pThα1 β gal с промотором LacUY5 в штамме 294 Е.сoli. Гибридный белок расщепляли бромцианом в 88%-ной муравьиной кислоте, и выделяли тимозин α1 последовательными хроматографиями на DE-52, гельфильтрацией и на С-18 сорбенте. Выход тимозина α1 составлял 1 мг/л культуральной среды или 400 мкг/г клеток [2]
Известен наиболее близкий к предлагаемому способ получения тимозина α1 с использованием рекомбинантной плазмиды pThy314, кодирующий синтез гибридного белка ФНО-тимозин- α1, от которого тимозин может быть отщеплен бромциановым гидролизом, и штамма E.coli SG20050 (pTh314), обеспечивающего уровень экспрессии гибридного белка, эквивалентный 8-10 мкг тимозина на 1 мл клеточной сусепензии при плотности 109 клеток/мл [3] Недостатками способа, описанного в прототипе, являются: наличие в цитоплазматичеких тельцах включения клеток наряду с гибридным белком ФНО-тимозин в равном по массе количестве белка хлорамфениколацетилтрансферазы, что существенно затрудняет процесс очистки гибридного белка; кроем того плазмида pThy 314 нестабильна при хранении штамма SG20050 (pThy314) на плотных питательных средах, что приводит к низкому уровню синтеза гибридного белка; гибридный белок в 80% муравьиной кислоте и 0,1%-ном бромциане расщепляется на 50-60% что снижает выход тимозина α1
Задачей изобретения является создание более продуктивного и простого способа получения рекомбинантного тимозина α1.A known method for producing recombinant thymosin α 1 from a hybrid protein with β -galactosidase encoded by the plasmid pThα 1 β gal with the LacUY5 promoter in E. coli strain 294. The hybrid protein was cleaved with cyanogen bromide in 88% formic acid, and thymosin α 1 was isolated by sequential chromatography on DE-52, gel filtration, and a C-18 sorbent. The yield of thymosin α 1 was 1 mg / l of culture medium or 400 μg / g of cells [2]
Known closest to the proposed method for the preparation of thymosin α 1 using the recombinant plasmid pThy314 encoding the synthesis of a hybrid protein TNF-thymosin α 1 , from which thymosin can be cleaved with bromine hydrolysis, and E. coli strain SG20050 (pTh314), which provides the expression level of hybrid protein equivalent to 8-10 mcg of thymosin in one ml of cell susepenzii at a density of 10 9 cells / ml of [3] The disadvantages of the process described in the prior art, are: the presence in corpuscles tsitoplazmatichekih cells along with the inclusion of the fusion protein of TNF-t mozin in an equal amount by weight of chloramphenicol acetyl transferase protein, which greatly complicates the process of purification of the fusion protein; In addition, the plasmid pThy 314 is unstable during storage of strain SG20050 (pThy314) on solid nutrient media, which leads to a low level of synthesis of the hybrid protein; the hybrid protein in 80% formic acid and 0.1% bromine is cleaved by 50-60%, which reduces the yield of thymosin α 1
The objective of the invention is to provide a more productive and simple method for producing recombinant thymosin α 1 .
Поставленная задача решается тем, что предложен способ получения рекомбинантного тимозина α1 человека, включающий трансформацию штамма Escherichia coli SG20050 плазмидой, кодирующей гибридный белок α -фактор некроза опухолей-тимозин-α1 культивирование трансформанта в жидкой питательной среде, выделение и расщепление гибридного белка бромцианом в среде муравьиной кислоты, отделение тимозина α1 от белковых компонентов гидролиза и его хроматографическую очистку, причем для трансформации используют плазмиду рThy315, полученные после выделения тельца включения отмывают 1-3 М растворами мочевины и водой, а расщепление гибридного белка проводят в присутствии 0,1 М трифторуксусной кислоты, отделение тимозина от белковых компонентов гидролизата осуществляют изменением рН среды до 5-6 и удалением формирующегося осадка, хроматографическую очистку целевого продукта осуществляют последовательно на Сефадексе G-25, на ионообменном сорбенте типа ДЕА при рН 6,8, в натрий-фосфатном буфере, содержащем 10% ацетонитрила, и обращеннофазовой хроматографией на сорбенте типа С8-С18 с элюцией тимозина α1 градиентом ацетонитрила в пределах 16-25% в присутствии 0,1% трифторуксусной кислоты.The problem is solved in that a method for producing recombinant human thymosin α 1 is proposed, comprising transforming the Escherichia coli strain SG20050 with a plasmid encoding a hybrid protein α-tumor necrosis factor-thymosin-α 1 culturing the transformant in a liquid nutrient medium, isolating and cleaving the hybrid protein with bromine cyan formic acid medium, the separation of thymosin α 1 from the protein components of hydrolysis and its chromatographic purification; moreover, plasmid pThy315 obtained after isolation of the body was used for transformation and the inclusions are washed with 1-3 M urea solutions and water, and the fusion protein is cleaved in the presence of 0.1 M trifluoroacetic acid, thymosin is separated from the protein components of the hydrolyzate by changing the pH of the medium to 5-6 and removing the precipitate that forms, chromatographic purification of the target product is carried out sequentially on Sephadex G-25, on a DEA-type ion-exchange sorbent at pH 6.8, in sodium phosphate buffer containing 10% acetonitrile, and reverse phase chromatography on a C 8 -C 18 sorbent with thymosin elution α 1 gra a acetonitrile diet in the range of 16-25% in the presence of 0.1% trifluoroacetic acid.
При этом достигаются следующие технические результаты:
в клетках Е. соli синтезируется единственный мажорный гибридный белок, что облегчает процесс очистки;
гибридный белок воспроизводимо получают в виде нерастворимого осадка около 70% чистоты;
использование смеси муравьиной и трифторуксусной кислот позволяет растворить гибридный белок и увеличить эффективность его бромоцианового гидролиза до 90% что не достигается использованием указанных кислот раздельно;
хроматография гидролизата на геле типа Сефадекс G-25 приводит к эффективному отделению от тимозина значительной доли примесей, что позволяет, в свою очередь, сконцентрировать фракции тимозина простым упариванием раствора под вакуумом, уменьшить объем хроматографических колонок на последующих стадиях, и следовательно, ускорить и удешевить разделение на них;
применяемая на последней стадии хроматографическая система содержит летучие компоненты, удаляемые простым упариванием под вакуумом и не требующие дополнительных стадий переведения продукта в форму свободной кислоты.The following technical results are achieved:
the only major hybrid protein is synthesized in E. coli cells, which facilitates the cleaning process;
fusion protein reproducibly produced as an insoluble precipitate of about 70% purity;
the use of a mixture of formic and trifluoroacetic acids allows you to dissolve the hybrid protein and increase the efficiency of its bromocyanine hydrolysis to 90%, which is not achieved by using these acids separately;
chromatography of a hydrolyzate on a Sephadex G-25 gel results in an effective separation of a significant proportion of impurities from thymosin, which, in turn, allows the thymosin fractions to be concentrated by simple evaporation of the solution in vacuo, to reduce the volume of chromatographic columns in subsequent stages, and therefore to speed up and reduce the cost of separation on them;
the chromatographic system used in the last stage contains volatile components that are removed by simple evaporation under vacuum and do not require additional stages of converting the product into the free acid form.
Предложенный способ очистки позволяет получить дезацетилмозин α1 не менее 99% чистоты по данным электрофореза и ВЭЖХ. Выход тимозина в расчете на 1 г слитого белка не уступает описанному в прототипе. Общая экономия времени на один цикл выделения составляет не менее 12-14 ч;
в целом, предложенный способ является более продуктивным, быстрым и технологичным.The proposed cleaning method allows to obtain deacetylmosin α 1 not less than 99% purity according to electrophoresis and HPLC. The output of thymosin per 1 g of fusion protein is not inferior to that described in the prototype. The total time saving for one selection cycle is at least 12-14 hours;
in General, the proposed method is more productive, fast and technologically advanced.
П р и м е р. Получение тимозина α1 микробиологическим синтезом в клетках Е.соli.PRI me R. Obtaining thymosin α 1 by microbiological synthesis in E. coli cells.
Плазмидную ДНК рТУ315 трансформируют в компетентные клетки штамма Е.соli SG20050. Трансформированные клетки засевают в бульон, содержащий 50 мкг/мл ампициллина и культивируют при 37оС в течение 18-20 ч. Выращенные клетки анализируют на наличие гибридного белка в 15% ПААГ-ДСН. Клетки штамма SG20050 с плазмидой рТhy315 осаждают центрифугированием при 3000 g в течение 10 мин. Бульон сливают, клетки суспендируют в лизирующем буфере, содержащем 20 мМ трис-НСl, рН 7,5 мМ Na2 ЭДТ и 1 мМ фенилметилсульфонилфторида, из расчета на 1 г клеток 10 мл буфера. Клетки разрушают каким-либо способом (например: замораживанием-оттаиванием или ультразвуком, импульсами по 40 с три раза, или продавливанием в замороженном состоянии через фильеру в French-прессе или Х-прессе). Лизат центрифугируют 10 мин при 4оС, 5000g. Надосадочную жидкость сливают, к остатку добавляют раствор 1 М мочевины из расчета 10 мл на 1 г клеток, интенсивно перемешивают. Повторяют центрифугирование. Супернатант сливают, осадок суспендируют в растворе 2 М мочевины того же объема. Повторяют ценрифугирование. Супернатант сливают. Осадок влажного белка промывают таким же способом водой.The plasmid DNA pTU315 was transformed into competent cells of E. coli strain SG20050. Transformed cells were inoculated into broth containing 50 .mu.g / ml ampicillin and cultured at 37 ° C for 18-20 hours. The grown cells were assayed for the presence of fusion protein in 15% SDS-PAGE. Cells of strain SG20050 with plasmid pThy315 are pelleted by centrifugation at 3000 g for 10 minutes. The broth is drained, the cells are suspended in a lysis buffer containing 20 mm Tris-Hcl, pH 7.5 mm Na 2 EDT and 1 mm phenylmethylsulfonyl fluoride, based on 1 g of cells 10 ml of buffer. Cells are destroyed in any way (for example, by freezing-thawing or ultrasound, pulses of 40 s three times, or by forcing in a frozen state through a die in a French press or X-press). The lysate was centrifuged for 10 min at 4 ° C, 5000g. The supernatant is drained, a solution of 1 M urea is added to the residue at the rate of 10 ml per 1 g of cells, and intensively mixed. Repeat centrifugation. The supernatant is drained, the precipitate is suspended in a solution of 2 M urea of the same volume. Repeat centrifugation. The supernatant is drained. The wet protein precipitate is washed in the same way with water.
Осадок растворяют в 70% муравьиной кислоте, добавляют 10% по объему 1,1 М трифторуксусной кислоты и бромциан из расчета 20 мл раствора муравьиной кислоты и 0,1 г бромциана на 1 г влажного осадка. Расщепление проводят при комнатной температуре в течение суток. После этого гидролизную смесь разводят пятью объемами воды и упаривают на роторном испарителе при 40оС, повторяя разведение и упаривание 2-3 раза. Раствор нейтрализуют с помощью 1М едкого натра или 30% раствора аммиака до достижения рН 5-6. Выпавший осадок отделяют центрифугированием, а супернатант упаривают на роторном испарителе при 40оС и наносят на колонку с 150 мл сефадекса G-25. После элюции водой со скоростью 2 мл/мин вещество первого пика собирают, упаривают на ротором испарителе под вакуумом при 40оС до объема 1-2 мл и наносят на высокоэффективную анионообменную колонку "Силасорб ДЕА" 8 ч 250 мм (производство СП "Биохиммак", г. Москва), уравновешенную 100 мМ натрий-фосфатным буфером, рН 6,8, содержащим 10% ацетонитрила. Элюируют колонку этим буфером со скоростью 2 мл/мин с детекцией при 225 нм. Тимозину на хроматограмме соответствует основной пик, вещество которого собирают, концентрируют упариванием под вакуумом при 40оС до начала кристаллизации содержимого и обессоливают на колонке с сефадексом G-25. Фракции тимозина собирают, концентрируют упариванием, как описано выше, до объема 0,5-1 мл и хромотографируют на высокоэффективной колонке "Диасорб С-16" 4х25 мм (производство СП "Биохиммак", г. Москва) в системе с обращенной фазой в градиенте 16-25% в присутствии 0,1% трифторуксусной кислоты со скоростью элюции 1 мл/мин. Фракции основного пика, составляющие болмее 80% от общей оптической плотности нанесенного вещества, концентрируют упариванием под вакуумом при 40оС и лиофилизируют. Получают хромотографически и электрофоретически (при анализе в СДС-ПА-АГ) гомогенный препарат. Наличие на N-конце олигопептидной цепи осадка серина, а также соответствие аминокислотного состава ожидаемому подтверждают аминокислотным анализом выделенного рекомбинантного тимозина. Результаты определения аминокислотного состава продукта после гидролиза 6 н НСl с добавкой 0,2% фенола при 110оС в течение 24 ч на анализаторе "Alpha Plus" (LKB) следующие: Asp 4,64 (4); Thr 2,86 (3); Ser 2,86 (3); Glu 6,78 (6); Ala 3,0 (3); Val 3,03 (3); Cys 4,30 (4); Leu 2,3 (2).The precipitate is dissolved in 70% formic acid, 10% by volume of 1.1 M trifluoroacetic acid and bromine cyan are added at the rate of 20 ml of formic acid solution and 0.1 g of bromine cyan per 1 g of wet cake. Cleavage is carried out at room temperature for a day. Thereafter, the hydrolysis mixture was diluted with five volumes of water and concentrated on a rotary evaporator at 40 ° C, repeating the dilution and evaporation 2-3. The solution is neutralized with 1M sodium hydroxide or 30% ammonia solution until a pH of 5-6 is reached. The precipitate was separated by centrifugation and the supernatant was concentrated on a rotary evaporator at 40 ° C and applied to a column of 150 ml Sephadex G-25. After elution with water at a rate of 2 ml / min substance first peak was collected and evaporated on a rotor evaporator under vacuum at 40 C to a volume of 1-2 ml and applied to a high performance anion exchange column "Silasorb DEA" 8 h 250 mm (manufactured SP "BIOHIMMAK" , Moscow), balanced with 100 mm sodium phosphate buffer, pH 6.8, containing 10% acetonitrile. The column is eluted with this buffer at a rate of 2 ml / min with detection at 225 nm. Thymosin the chromatogram corresponds to the main peak, which is collected, concentrated by evaporation under vacuum at 40 ° C until the onset of crystallization content and desalted on a column of Sephadex G-25. Thymosin fractions are collected, concentrated by evaporation, as described above, to a volume of 0.5-1 ml and chromatographed on a high-performance column "Diasorb S-16" 4x25 mm (produced by Biokhimmak SP, Moscow) in a reverse phase gradient system 16-25% in the presence of 0.1% trifluoroacetic acid with an elution rate of 1 ml / min. Fractions of the main peak constituting bolmee 80% of the total absorbance applied substance was concentrated by evaporation under vacuum at 40 ° C and lyophilized. A homogeneous preparation is obtained chromatographically and electrophoretically (when analyzed in SDS-PA-AG). The presence of a serine precipitate at the N-terminus of the oligopeptide chain, as well as the correspondence of the amino acid composition to the expected one, is confirmed by amino acid analysis of the isolated recombinant thymosin. The results of determining the amino acid composition of the product after hydrolysis of 6 N HCl with the addition of 0.2% phenol at 110 ° C for 24 hours on an Alpha Plus analyzer (LKB) are as follows: Asp 4.64 (4); Thr 2.86 (3); Ser 2.86 (3); Glu 6.78 (6); Ala 3.0 (3); Val 3.03 (3); Cys 4.30 (4); Leu 2.3 (2).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5057014/13A RU2055895C1 (en) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | METHOD OF PREPARING RECOMBINANT HUMAN α1 THYMOSINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5057014/13A RU2055895C1 (en) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | METHOD OF PREPARING RECOMBINANT HUMAN α1 THYMOSINE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2055895C1 true RU2055895C1 (en) | 1996-03-10 |
Family
ID=21610731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5057014/13A RU2055895C1 (en) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | METHOD OF PREPARING RECOMBINANT HUMAN α1 THYMOSINE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2055895C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100335499C (en) * | 2004-10-22 | 2007-09-05 | 吴建中 | C-terminal amino acid lactone modified extrasin alpha-1 and its uses |
RU2593172C2 (en) * | 2015-05-05 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) | RECOMBINANT PLASMID DNA pER-TA1 GyrA-AcSer CODING SERINE ACETYLTRANSFERASE CAPABLE OF in vivo ACETYLATION OF N-TERMINAL SERINE DEACETYL-THYMOSIN α1 AND HYBRID PROTEIN CAPABLE OF AUTOCATALYTIC BREAKDOWN TO FORM HUMAN THYMOSIN α1, STRAIN OF Eschrichia coli C3030/pER-TA1GyrA-AcSer PRODUCER OF SAID PROTEINS AND METHOD OF PRODUCING GENETICALLY ENGINEERED HUMAN THYMOSIN |
-
1992
- 1992-07-29 RU SU5057014/13A patent/RU2055895C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Hooper J.A. (1975) Ann N.Y. Acad. Sci, v 24, р.725 - 727. 2. Wetzel R. et al. (1980) Biochemistry, v.19, р.6096 - 6104. 3. SU Авторское свидетельство N 1707078, кл. C 12N 15/12, 1992. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100335499C (en) * | 2004-10-22 | 2007-09-05 | 吴建中 | C-terminal amino acid lactone modified extrasin alpha-1 and its uses |
RU2593172C2 (en) * | 2015-05-05 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) | RECOMBINANT PLASMID DNA pER-TA1 GyrA-AcSer CODING SERINE ACETYLTRANSFERASE CAPABLE OF in vivo ACETYLATION OF N-TERMINAL SERINE DEACETYL-THYMOSIN α1 AND HYBRID PROTEIN CAPABLE OF AUTOCATALYTIC BREAKDOWN TO FORM HUMAN THYMOSIN α1, STRAIN OF Eschrichia coli C3030/pER-TA1GyrA-AcSer PRODUCER OF SAID PROTEINS AND METHOD OF PRODUCING GENETICALLY ENGINEERED HUMAN THYMOSIN |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Spik et al. | A novel secreted cyclophilin-like protein (SCYLP) | |
US5691169A (en) | Process for preparing a desired protein | |
US4623714A (en) | Novel polypeptides with an α-amylase-inhibiting action, a process for their preparation, their use and pharmaceutical products | |
Roe | Studies on human tRNA I. The rapid, large scale isolation and partial fractionation of placenta and liver tRNA | |
US4355104A (en) | Bacteriolytic proteins | |
Piez et al. | Proteolysis in stored serum and its possible significance in cell culture | |
EP0191827B1 (en) | Method of removing n-terminal amino acid residues from eucaryotic polypetide analogs and polypeptides produced thereby | |
PL209009B1 (en) | Il-21 production in prokaryotic hosts | |
Edmundson et al. | Isolation and characterization of concanavalin A polypeptide chains | |
US5149657A (en) | Escherichia coli expression vector encoding bioadhesive precursor protein analogs comprising three to twenty repeats of the decapeptide (Ala-Lys-Pro-Ser-Tyr-Pro-Pro-Thr-Tyr-Lys) | |
US5763215A (en) | Method of removing N-terminal amino acid residues from eucaryotic polypeptide analogs and polypeptides produced thereby | |
CA1333779C (en) | Method for producing galactooligosaccharide | |
JP2756279B2 (en) | Hirudin isolation and purification method | |
Kamiyama et al. | Studies on the structure of α1-acid glycoprotein II. Preparation and characterization of a glycopeptide fraction | |
US5795767A (en) | Epimerase | |
US5403915A (en) | Isolation and purification of lung surfactant protein | |
RU2055895C1 (en) | METHOD OF PREPARING RECOMBINANT HUMAN α1 THYMOSINE | |
Yamaguchi et al. | Homogeneity and sequential periodate oxidation of a glycopeptide from Taka-amylase A | |
GB2173803A (en) | Isolating pituitary glycoprotein hormones | |
Isobe et al. | Complete amino acid sequence of bacteriophage T4 internal protein I and its cleavage site on virus maturation | |
Anwar et al. | Isolation and structure of uridine nucleotide-peptides from Aerobacter cloacae NRC 492 | |
JPH02115196A (en) | Purification of erythropoetin | |
RU2122549C1 (en) | Chromatography method of isolation and purification of proteins, peptides and their complexes | |
US4752578A (en) | Collagenase inducing factor | |
Waley et al. | Rearrangement of the amino-acid residues in peptides by the action of proteolytic enzymes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050512 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080730 |
|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20080730 |