RU2077585C1 - RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23", METHOD OF PREPARING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" AND STRAIN OF BACTERIUM ESCHERICHIA COLI CONTAINING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" - A PRODUCER OF THE FUSED PROTEIN DTI-2 - Google Patents

RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23", METHOD OF PREPARING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" AND STRAIN OF BACTERIUM ESCHERICHIA COLI CONTAINING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" - A PRODUCER OF THE FUSED PROTEIN DTI-2 Download PDF

Info

Publication number
RU2077585C1
RU2077585C1 RU93055180/13A RU93055180A RU2077585C1 RU 2077585 C1 RU2077585 C1 RU 2077585C1 RU 93055180/13 A RU93055180/13 A RU 93055180/13A RU 93055180 A RU93055180 A RU 93055180A RU 2077585 C1 RU2077585 C1 RU 2077585C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasmid
dna
gene
pдти
plasmid dna
Prior art date
Application number
RU93055180/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93055180A (en
Inventor
кин И.Г. Шем
И.Г. Шемякин
В.А. Анисимова
Г.Н. Митрофанова
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский институт прикладной микробиологии
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 Государственный научно-исследовательский институт прикладной микробиологии filed Critical Государственный научно-исследовательский институт прикладной микробиологии
Priority to RU93055180/13A priority Critical patent/RU2077585C1/en
Publication of RU93055180A publication Critical patent/RU93055180A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2077585C1 publication Critical patent/RU2077585C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology. SUBSTANCE: invention relates to preparing the recombinant plasmid DNA "pДТИ-23" determining synthesis of the fused protein diphtherin toxin/interleukin-2 (DTI-2) and strain of bacterium Escherichia coli containing the indicated plasmid DNA. Size of recombinant plasmid DNA "pДТИ-23" is 4.7 thousand base pairs. Gene diphtheric toxin (DT) containing in this plasmid is under control of inducible lactose operon promoter from plasmid pV18. Method of preparing plasmid "pДТИ-23" involves linkage of frame reading of gene diphtheric toxin from corynephage ω and natural gene of the human mature interleukin-2 using Eco RI-site of gene DT, insertion of Bam HI-linker, treatment with restriction endonuclease Bam HI followed by ligation of DNA-fragment in vector plasmid. Strain E. coli grows well on the simple nutrient media, shows resistance to ampicillin and produces the fused protein DTI-2 after induction with isopropyl-b-D-thiogalactoside. Recombinant plasmid can be used in medicine and biological investigations of T-cells. EFFECT: improved method of plasmid preparing. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к генетической инженерии и касается способа получения рекомбинантного белка дифтерийный токсин интерлейкин 2 (ДТИЛ2) в клетках бактерий E. coli. The invention relates to genetic engineering and relates to a method for producing a recombinant protein diphtheria toxin interleukin 2 (DTIL2) in bacteria cells of E. coli.

Известен способ создания переадресованных токсинов на основе гена дифтерийного токсина коринефага β и генов полипептидных гормонов, таких как меланоцитостимулирующего гормона (МСГ) или интерлейкина 2 [1]
Конструирование генов слитых белков описано в данном патенте только для ДТ-aМСГ и ДТ-bМСГ c использованием сборки гена ДТ из отдельных нуклеотидных последовательностей, кодирующих А и В фрагменты дифтерийного токсина.
A known method of creating redirected toxins based on the diphtheria toxin gene of corynephage β and polypeptide hormone genes such as melanocytostimulating hormone (MSH) or interleukin 2 [1]
The design of fusion protein genes is described in this patent only for DT-aMSH and DT-bMSH using the assembly of the DT gene from individual nucleotide sequences encoding A and B fragments of diphtheria toxin.

Известен способ конструирования гена слитого белка ДТИЛ2, состоящий в клонировании синтетического гена ИЛ2, полученного по опубликованной последовательности ИЛ2 [2] в единичном Рае сайте гена ДТ. A known method of constructing the gene fused protein DTIL2, consisting in cloning a synthetic gene IL2 obtained from the published sequence of IL2 [2] in a single Paradise site of the DT gene.

Однако низкая экспрессия гена слитого белка под контролем собственного промотора дифтерийного токсина и высокая степень его протеолитической деградации не позволяют эффективно нарабатывать данный полипептид в клетках Е. сoli. However, the low expression of the fusion protein gene under the control of its own promoter of diphtheria toxin and the high degree of its proteolytic degradation do not allow efficient production of this polypeptide in E. coli cells.

Задача изобретения получение слитого белка ДТИЛ2, обладающего антигенными детерминантами дифтерийного токсина и интерлейкина 2. The objective of the invention is the obtaining of a fused protein DTIL2 having antigenic determinants of diphtheria toxin and interleukin 2.

Отличием предлагаемого изобретения является то, что ген слитого белка сконструирован на основе гена дифтерийного токсина из коринефага w и природного гена зрелого интерлейкина 2 человека. Соединение рамок считывания произвели с использованием Есо RI сайта гена ДТ, встраивания Ваm HI линкера, обработки эндонуклеазой рестрикции Bam HI и последующего лигирования фрагмента ДНК (фиг. 3) в векторной плазмиде. Дополнительное отличие созданной плазмиды состоит в том, что ген ДТИЛ2 в рДТИ23 находится под контролем индуцибельного промотора лактозного оперона из плазмиды pVС18, что позволяет увеличить уровень экспрессии этого белка в десятки раз по сравнению с ранее описанным [3] АДФ-рибозалирующая активность полученного химерного токсина соответствует активности исходного дифтерийного токсина. The difference of the invention is that the fusion protein gene is constructed on the basis of the diphtheria toxin gene from corynephage w and the natural human mature interleukin 2 gene. The reading frames were connected using the Eco RI site of the DT gene, embedding the Bam HI linker, Bam HI restriction endonuclease treatment and subsequent ligation of the DNA fragment (Fig. 3) in a vector plasmid. An additional difference of the created plasmid is that the DTIL2 gene in rDTI23 is controlled by the inducible promoter of the lactose operon from the plasmid pVC18, which makes it possible to increase the expression level of this protein tens of times in comparison with the previously described [3] ADP-ribosalizing activity of the obtained chimeric toxin corresponds to activity of the original diphtheria toxin.

Плазмида рДТИ23, кодирующая слитый белок дифтерийный токсин-интерлейкин 2, имеет молекулярную массу 3,2 Мd (размер 4,7 т.п.о.) и состоит из следующих элементов:
фрагмент Sma I SalGI ДНК плазмиды рVC18, размер которого 2,6 т.п.о.
The plasmid rDTI23 encoding a diphtheria toxin-interleukin 2 fusion protein has a molecular weight of 3.2 Md (size 4.7 kb) and consists of the following elements:
a Sma I SalGI fragment of plasmid pVC18 DNA, the size of which is 2.6 kbp

фрагмент Есо 24.I SalGI, кодирующий синтез слитого белка дифтерийный токсин-интерлейкин 2. fragment Eco 24.I SalGI encoding the synthesis of a fusion protein diphtheria toxin-interleukin 2.

Фрагменты содержат следующие гены:
ген bla, кодирующий синтез b-лактомазы,
ген слитого белка ДТИЛ2.
Fragments contain the following genes:
bla gene encoding b-lactase synthesis,
DTIL2 fusion protein gene.

Способ конструирования плазмиды рДТИ23, кодирующей синтез слитого белка ДТИЛ2, заключается в том, что фрагмент (2,3 т.п.о.) ДНК плазмиды рДТ555 после полного гидролиза рестриктазами ЕсоRI и Bam HI и достройки концов до тупых клонируют в плазмиде рАА1213 по затупленному ЕсоRI сайту; полученную плазмиду рДТИЛ34 рестриктируют ферментом Есо72.I и в тупоконечный разрыв встраивают Ваm HI линкер, после обработки которого эндонуклеазой рестрикции выделяют фрагмент ДНК размером 7,3 кв, проводят его лигирование и трансформацию бактерий выделенной рекомбинантной плазмидой, а ген слитого белка ДТИЛ2 выделяют с помощью полного гидролиза рестриктазами Есо24.I и SalGI, выступающие 3' концы удаляют обработкой Т4-полимеразой, затем фрагмент клонируют по SmaI SalGI сайтам в плазмиде pVC18. A method of constructing the rDTI23 plasmid encoding the synthesis of the DTIL2 fusion protein is that a fragment (2.3 kbp) of the rDT555 plasmid DNA, after complete hydrolysis with restriction enzymes EcoRI and Bam HI and completion of blunt ends, is cloned into blunt plasmid pAA1213 EcoRI website; the obtained plasmid rDTIL34 is restricted by the Eco72.I enzyme and a Ham HI linker is inserted into the obtuse gap, after which a 7.3 kV DNA fragment is isolated by restriction endonuclease, ligated and the bacteria are transformed with the selected recombinant plasmid, and the DTIL2 fusion gene is isolated using a complete digestion with restriction enzymes Eco24.I and SalGI, protruding 3 'ends are removed by treatment with T4 polymerase, then the fragment is cloned at SmaI SalGI sites in plasmid pVC18.

Для решения задачи используют штамм бактерий Escherichia coli JM109 (рДТИ23) ВКМ СR 341Д продуцент слитого белка ДТИЛ2. To solve the problem, a bacterial strain Escherichia coli JM109 (rDTI23) VKM CR 341D producer of the fused protein DTIL2 is used.

Культурально-морфологические особенности предлагаемого штамма
Клетки прямые, палочковидной формы 1,2 1,6 • 2,0 6,0, мкм, грамотрицательные, неспороносные.
Cultural and morphological features of the proposed strain
Cells are straight, rod-shaped 1.2 1.6 • 2.0 6.0, microns, gram-negative, non-spore-bearing.

Культуральные признаки
Клетки хорошо растут на простых питательных средах. При росте на мясо-пептонном агаре, L-агаре колонии гладкие, круглые, блестящие, желтовато-белые, край ровный, непрозрачные.
Cultural signs
Cells grow well on simple nutrient media. When growing on meat-peptone agar, L-agar, the colonies are smooth, round, shiny, yellowish-white, the edge is even, opaque.

При росте культуры в мясо-пептонном бульоне и LB-среде образуется ровная интенсивная муть. With the growth of the culture in the meat-peptone broth and LB-medium uniform intense turbidity is formed.

Физиолого-биохимические признаки
Клетки растут в пределах от 4 до 45oC при оптимуме рН 7,2 7,4.
Physiological and biochemical characteristics
Cells grow in the range from 4 to 45 o C at an optimum pH of 7.2 to 7.4.

В качестве источника углерода используют многие углеводы, в том числе d-глюкозу, d- фруктозу, арабинозу, трегалозу. Клетки не усваивают ацетат, аданит, галактозу. Many carbohydrates are used as a carbon source, including d-glucose, d-fructose, arabinose, trehalose. Cells do not absorb acetate, adanite, galactose.

Источником азота служит преимущественно органическая форма в виде пептона и аминокислот. The source of nitrogen is primarily an organic form in the form of peptone and amino acids.

Клетки желатину не разжижают, индол не образуют. Cells do not dilute gelatin, indole does not form.

Уреазная активность не обнаруживается. Urease activity is not detected.

Устойчивость к антибиотикам
Проявляют устойчивость к ампициллину (до 800 мкг/мл), обусловленную наличием плазмиды рДТИ23.
Antibiotic resistance
Resistant to ampicillin (up to 800 μg / ml) due to the presence of the plasmid rDTI23.

Пример 1. Example 1

Способ получения плазмиды рДИ23. The method of obtaining plasmids rDI23.

Исходными плазмидами для конструирования плазмиды рДТИ23 являются плазмида рДТ555 (фиг. 1) с клонированным в ней геном дифтерийного токсина из Соr. diphteriae (w + tox) и плазмида рАА1213 (фиг. 2), несущая ген зрелого интерлейкина 2 человека, любезно представленная Э.Я. Греном (Институт органического синтеза АН Латвии). The initial plasmids for constructing the rDTI23 plasmid are the rDT555 plasmid (Fig. 1) with the diphtheria toxin gene from Cl cloned in it. diphteriae (w + tox) and plasmid pAA1213 (Fig. 2), carrying the mature human interleukin 2 gene, kindly introduced by E. Ya. Grenom (Institute of Organic Synthesis, Academy of Sciences of Latvia).

ДНК плазмид рДТ555 и рАА1213 выделяют по методу [4] Концентрацию плазмидной ДНК определяют спектрофотометрически (коэффициент экстинкции e260260 0,02 отп. ед./мкг. Полученные препараты плазмид рДТ555 и рАА1213 используют для конструирования плазмиды рДТИ23. Конструирование проводят в несколько этапов в следующей последовательности (фиг. 3): 6 мкг плазмидной ДНК рДТ555 инкубируют с эндонуклеазой рестрикции ЕсоRI (15 ед.) в буфере 3 (0,5 М трис-HCl, рН 8,0, 10 мМ MgCl2, 100 мМ NaCl). Реакцию проводят при 37oC в течение одного часа. Полноту рестрикции определяют электрофорезом в 0,8%-ном агарозном геле. Полученную после первой рестрикции плазмидную ДНК рДТ555 переосаждают этанолом и проводят рестрикцию Ваm HI (12 ед.) в буфере 3, после чего снова проверяют полноту рестрикции электрофорезом в 0,8%-ном агарозном геле. В результате двойной рестрикции ферментами EcoRI и Bam HI из плазмиды рДТ555 выщепляется фрагмент размером 2,3 кв, несущий ген дифтерийного токсина с собственным промотором и последовательностью, кодирующей сигнальный пептид. Фрагмент выделяют препаративным электрофорезом в 0,8%-ном агарозном геле. После завершения электрофореза гель окрашивают в 0,05%-ном растворе бромистого этидия и визуализируют фрагменты ДНК, облучая ультрафиолетовым светом (облучатель DESAGA, ФРГ) с длиной волны 340 нм. Полосу, соответствующую фрагменту ДНК, размером 2,3 кв, аккуратно вырезают скальпелем, помещают в диализный мешок с 0,4 мл буфера для электрофореза (10 мМ трис-ацетат, рН 8,0, 1 мМ ЭДТА) и подвергают электрофорезу в течение 1,5 часов, в результате которого ДНК перемещается из геля в буферный раствор. ДНК в буферном растворе очищают двукратной обработкой забуференным фенолом и эфиром. Затем переосаждают этанолом, после чего выступающие 5' концы фрагмента ДНК достраивают до тупых фрагментом Кленова ДНК полимеразы I в присутствии четырех дезоксирибонуклеотидтрифосфатов.DNA of plasmids rDT555 and pAA1213 was isolated according to the method [4]. The concentration of plasmid DNA was determined spectrophotometrically (extinction coefficient e 260 260 0.02 unit / μg. The resulting preparations of plasmids rDT555 and pAA1213 were used to construct plasmids rDTI23. Construction was carried out in several stages in of the following sequence (Fig. 3): 6 μg rDT555 plasmid DNA was incubated with EcoRI restriction endonuclease (15 units) in buffer 3 (0.5 M Tris-HCl, pH 8.0, 10 mM MgCl 2 , 100 mM NaCl). The reaction is carried out at 37 o C for one hour.The completeness of the restriction is determined by electrophoresis on a 0.8% agarose gel The rDT555 plasmid DNA obtained after the first restriction was reprecipitated with ethanol and Bam HI restriction (12 units) was carried out in buffer 3, after which the restriction was again checked by electrophoresis on a 0.8% agarose gel. As a result of double restriction by EcoRI and Bam HI enzymes, a 2.3 kb fragment that carries the diphtheria toxin gene with its own promoter and a signal peptide coding sequence is cleaved from the plasmid rDT555. The fragment is isolated by preparative electrophoresis in 0.8% agarose gel. After electrophoresis, the gel is stained in a 0.05% solution of ethidium bromide and visualized DNA fragments by irradiating with ultraviolet light (irradiator DESAGA, Germany) with a wavelength of 340 nm. A strip corresponding to a 2.3 kV DNA fragment is neatly cut with a scalpel, placed in a dialysis bag with 0.4 ml of electrophoresis buffer (10 mM Tris-acetate, pH 8.0, 1 mM EDTA) and subjected to electrophoresis for 1 , 5 hours, as a result of which the DNA moves from the gel to the buffer solution. DNA in the buffer solution is purified by double treatment with buffered phenol and ether. Then, ethanol is reprecipitated, after which the protruding 5 'ends of the DNA fragment are extruded to the blunt Klenov fragment of DNA polymerase I in the presence of four deoxyribonucleotide triphosphates.

4 кг плазмидной ДНК рАА1213 инкубируют с рестриктазой Есо RI (10 ед.) в буфере 3 в течение 1 2 часов. Проверяют полноту рестрикции электрофорезом в 0,8% -ном агарозном геле. ДНК плазмиды переосаждают спиртом и достраивают выступающие 5' концы линейной формы ДНК рАА1213 до тупых. 4 kg of plasmid DNA pAA1213 incubated with restriction enzyme Eco RI (10 units) in buffer 3 for 1 2 hours. Check the completeness of restriction by electrophoresis in 0.8% agarose gel. Plasmid DNA is reprecipitated with alcohol and the protruding 5 'ends of the linear form of pAA1213 DNA are completed to blunt.

Соединение фрагмента ДНК плазмиды рДТ555 размером 2,3 кв и векторной ДНК (рАА1213) проводят в буфере для лигирования (10 мМ трис-НСl, рН 7,6, 10 мМ MgCl2, 10 мМ ДТТ, 0,0025 мМ АТФ) в присутствии РНК-лигазы (20 е.а.) и ДНК-лигазы (10 е. а. ). Для лигирования смешивают 3 мкг ДНК фрагмента плазмиды дДТ555 с 1 мкг плазмидной ДНК рАА1213. Реакцию лигирования проводят при 4oC в течение 16 часов. Качество лигирования проверяют электрофорезом в 0,8%-ном агарозном геле. Полученным препаратом ДНК трансформируют клетки бактерий Е. соli К12 штамма jM109 с применением хлористого кальция по методике [4] Из полученных ампициллин-резистентных(Apr) клонов Е. сoli выделяют плазмидную ДНК по методу Бирмбойма [5] и сравнивают подвижность выделенных плазмид в 0,8% -ном агарозном геле с подвижностью плазмиды рАА1213. Уменьшенная подвижность свидетельствует о наличии вставки фрагмента ДНК из плазмиды рДТ555. Плазмидную ДНК Арr клонов Е. сoli с уменьшенной подвижностью выделяют и подвергают рестрикционному анализу. Рестрикционный анализ плазмиды рДТИЛ34, представленный на фиг. 3, свидетельствует о том, что гены дифтерийного токсина и интерлейкина 2 расположены тандемно и направление транскрипции обоих генов совпадает.The connection of the DNA fragment of plasmid rDT555 with a size of 2.3 kV and vector DNA (pAA1213) is carried out in a ligation buffer (10 mm Tris-Hcl, pH 7.6, 10 mm MgCl 2 , 10 mm DTT, 0.0025 mm ATP) in the presence of RNA ligases (20 ea) and DNA ligases (10 ea). For ligation, 3 μg of dDT555 plasmid DNA fragment is mixed with 1 μg of pAA1213 plasmid DNA. The ligation reaction is carried out at 4 o C for 16 hours. The quality of the ligation is checked by electrophoresis in 0.8% agarose gel. The obtained DNA preparation was used to transform bacteria cells of E. coli K12 strain jM109 using calcium chloride according to the procedure [4]. From the obtained ampicillin-resistant (Ap r ) E. coli clones, plasmid DNA was isolated according to the Birmboyme method [5] and the mobility of the isolated plasmids was compared to 0 , 8% agarose gel with plasmid mobility pAA1213. Reduced mobility indicates the presence of an insert of a DNA fragment from plasmid rDT555. The plasmid DNA of Ar r clones of E. coli with reduced mobility is isolated and subjected to restriction analysis. The restriction analysis of the rDTIL34 plasmid shown in FIG. 3, indicates that the genes for diphtheria toxin and interleukin 2 are located in tandem and the direction of transcription of both genes coincides.

Плазмида рДТИЛ34 послужила основой для соединения кодирующих последовательностей обоих генов (ДТ и ИЛ2) в одну транскрипционную единицу с одновременным удалением последовательности гена ДТ, кодирующей рецепторсвязывающий домен дифтерийного токсина. Данные литературы свидетельствуют, что рецепторсвязывающей активностью обладает С-концевая последовательность, состоящая из 50 а.о. расположенная дистальнее второй дисульфидной петли ДТ. Эта последовательность кодируется, начиная с 1640 нуклеотида (считая от 5' Hind III сайта гена ДТ), и далее. Конструирование основано на том, что в районе 1660 нуклеотида гена ДТ в плазмиде рДТИЛ34 расположен единичный сайт для рестриктазы Есо72.I, которая генерирует тупые концы. Для этого 5 мкг плазмидной ДНК рДИЛ34 обрабатывают эндонуклеазой рестрикции Есо72.I (15 е.а.) в буфере (10 мМ трис-НСl, рН 7,8, 150 мМ NaCl, 5 мМ MgCl2, 100 мкг/мл альбумина) при 37oC в течение двух часов. Полноту рестрикции проверяют электрофорезом в 0,8%-ном агарозе. Полностью гидролизованную ДНК плазмиды рДТИЛ34 переосаждают этанолом. Далее 0,002 о.е. Ваm HI линкера CGGAATCG (НПО "Фермент", г. Вильнюс) встраивают с помощью ферментов ДНК-лигазы(10 е.а.) и РНК-лигазы (20 е.а.) в буфере 2 при 4oC в течение 16 часов. ДНК плазмиды после реакций лигирования переосаждают этанолом, растворяют в буфере 3, добавляют эндонуклеазу рестрикции Ваm HI (15 е.а.) и инкубируют 2 часа при 37oC. После проверки полноты расщепления в 0,8%-ном агарозном геле препаративным электрофорезом выделяют фрагмент ДНК размером 7,2 кв, как это уже было описано. Выделенный фрагмент ДНК обрабатывают ДНК-лигазой (10 е.а.) в буфере для лигирования при 4oC в течение 16 часов. Качество лигирования проверяют электрофорезом в 0,8%-ном агарозном геле. Полученными лигатами трансформируют клетки Е. соli штамма НВ101 c применением СаСl2 методики [4] Трансформанты отбирают на агаризованной L-среде, содержащей ампициллин (30 мкг/мл). Из Apr клонов по результатам иммуноблотинга с применением антидифтерийных и антиинтерлейкиновых антител отбирают те из них, которые синтезируют слитый белок дифтерийный токсин-интерлейкин 2 (фиг. 4). Молекулярная масса этого полипептида, содержащего антигенные детерминанты как ДТ, так и ИЛ2, составляет 70 кД, что хорошо совпадает с результатами подсчета, исходя из нуклеотидной последовательности. Таким образом была отобрана плазмидная рSF39, нуклеотидная последовательность которой была проверена в районе "стыка" генов ДТ и ИЛ2 методом химической деградации Максама-Гилберта. Нуклеотидная последовательность приведена ниже:
DT.GTG CAC CGG ATC CCA ATC.IL2
Учитывая данные по первичной структуре ДТ и ИЛ2, а также результаты секвенирования pSF39, можно сделать вывод, что слитый белок состоит из 650 а.с. из которых первые 25 N-концевых а.о. составляют сигнальный пептид ДТ. Ген слитого белка ДТИЛ2 находится в плазмиде рSF39 под контролем промотора гена ДТ, который в Е. соli направляет конститутивный синтез ДТ со средней эффективностью. Для повышения уровня синтеза ДТИЛ2 и регулирования этого процесса ген слитого белка был поставлен под контроль индуцибельного lac- промотора плазмиды pVС18. Для этого 5 мкг плазмиды инкубируют с рестриктазой Eco24.I (15 е. а. ) в буфере (10 мМ трис-НСl, рН 8,0, 10 мМ MgCl2, 1 мМ ДДТ, 100 мкг/мл альбумина) при 37oC в течение двух часов. Полноту рестрикции проверяют электрофорезом. ДНК рестриктированной плазмиды рSF39 переосаждают этанолом и удаляют выступающие 3' ОН концы полимеразой фага Т4 (10 е.а.) в буфере (0,033 М трис-ацетат, рН 7,9; 0,066 М уксуснокислый калий, 0,01 М уксуснокислый магний, 0,5 мМ ДТТ, 0,01 мкг/мл альбумина) при 37oC в течение 10 минут. После переосаждения этанолом ДНК плазмиды psF39 обрабатывают эндонуклеазой рестрикции salGI. Проверяют полноту рестрикции и выделяют препаративным электрофорезом фрагмент ДНК размером 2,1 кв, несущий ген слитого белка ДТИЛ2.
The plasmid rDTIL34 served as the basis for combining the coding sequences of both genes (DT and IL2) into one transcriptional unit with the simultaneous deletion of the DT gene sequence encoding the diphtheria toxin receptor-binding domain. The literature data indicate that the C-terminal sequence consisting of 50 a.a. has a receptor-binding activity. located distal to the second disulfide loop DT. This sequence is encoded starting at 1640 nucleotides (counting from the 5 'Hind III site of the DT gene), and beyond. The design is based on the fact that in the region of 1660 nucleotides of the DT gene in plasmid rDTIL34 there is a single site for the restriction enzyme Eco72.I, which generates blunt ends. For this, 5 μg of rDIL34 plasmid DNA is treated with the restriction endonuclease Eco72.I (15 ea) in buffer (10 mM Tris-Hcl, pH 7.8, 150 mM NaCl, 5 mM MgCl 2 , 100 μg / ml albumin) at 37 o C for two hours. The completeness of restriction is checked by electrophoresis in 0.8% agarose. The fully hydrolyzed DNA of rDTIL34 plasmid was reprecipitated with ethanol. Further, 0.002 p.u. Your HI linker CGGAATCG (NPO Enzyme, Vilnius) was inserted using DNA ligase (10 ea) and RNA ligase (20 ea) enzymes in buffer 2 at 4 o C for 16 hours . After ligation reactions, plasmid DNA was reprecipitated with ethanol, dissolved in buffer 3, Bam HI restriction endonuclease (15 ea) was added and incubated for 2 hours at 37 ° C. After checking the completeness of cleavage in 0.8% agarose gel, preparative electrophoresis was isolated a 7.2 kb DNA fragment, as already described. The isolated DNA fragment is treated with DNA ligase (10 EA) in a ligation buffer at 4 ° C. for 16 hours. The quality of the ligation is checked by electrophoresis in 0.8% agarose gel. The resulting ligates transform E. coli cells of strain HB101 using CaCl 2 methodology [4]. Transformants were selected on agarized L medium containing ampicillin (30 μg / ml). From Ap r clones, according to the results of immunoblotting using antidiphtheria and anti-interleukin antibodies, those are selected that synthesize the diphtheria toxin-interleukin 2 fusion protein (Fig. 4). The molecular weight of this polypeptide containing antigenic determinants of both DT and IL2 is 70 kD, which is in good agreement with the counting results based on the nucleotide sequence. Thus, plasmid pSF39 was selected, the nucleotide sequence of which was verified in the region of the “junction” of the DT and IL2 genes by the Maxam-Gilbert method of chemical degradation. The nucleotide sequence is shown below:
DT.GTG CAC CGG ATC CCA ATC.IL2
Considering the data on the primary structure of DT and IL2, as well as the results of pSF39 sequencing, we can conclude that the fusion protein consists of 650 a.s. of which the first 25 N-terminal A.O. constitute the signal peptide DT. The DTIL2 fusion protein gene is located in the pSF39 plasmid under the control of the DT gene promoter, which in E. coli directs the constitutive synthesis of DT with moderate efficiency. To increase the level of DTIL2 synthesis and regulate this process, the fusion protein gene was placed under the control of the inducible lac promoter of plasmid pVC18. To do this, 5 μg of the plasmid is incubated with the restriction enzyme Eco24.I (15 ea) in buffer (10 mM Tris-Hcl, pH 8.0, 10 mM MgCl 2 , 1 mM DDT, 100 μg / ml albumin) at 37 o C for two hours. The completeness of restriction is checked by electrophoresis. The DNA of the restricted plasmid pSF39 was reprecipitated with ethanol and the protruding 3 'OH ends of the T4 phage polymerase (10 ea) were removed in buffer (0.033 M tris acetate, pH 7.9; 0.066 M potassium acetate, 0.01 M magnesium acetate, 0 , 5 mm DTT, 0.01 μg / ml albumin) at 37 o C for 10 minutes. After ethanol reprecipitation, the plasmid psF39 DNA was treated with the restriction endonuclease salGI. The completeness of restriction is checked and a 2.1 kV DNA fragment carrying the DTIL2 fusion protein gene is isolated by preparative electrophoresis.

Плазмидную ДНК вектора pVC18 (5 мкг) обрабатывают последовательно нуклеазой рестрикции SmaI (15 ед.) в буфере (20 мМ трис-НСl, рН 7,4, 5 мМ МgCl2; 50 мМ КСl) при 37oC в течение 2 часов, а после проверки полноты рестрикции и переосаждения этанолом рестриктазой SalGI (15 ед.) в буфере 3 при 37oC в течение 2 часов. Большой фрагмент ДНК рVC18 выделяют препаративным электрофорезом. Соединение фрагментов ДНК плазмиды psF39 и рvC18 проводят лигированием лигазой фага Т4 по описанной методике. Полученным препаратом трансформируют клетки Е. соli jM109. Из Apr-клонов отбирают те из них, которые содержат плазмиду рVC18 co вставкой фрагмента из pSF39 по уменьшенной подвижности плазмидной ДНК, как было описано ранее. Рекомбинантные плазмиды, содержащие вставку, подвергают рестрикционному анализу, а затем проводят секвенирование 5'- и 3'-концов гена слитого белка методом Сэнгера. Как показывают результаты этих экспериментов, отобранная рекомбинантная плазмида рДТИ23 полностью удовлетворяет карте, представленной на фиг. 5, и имеет следующую структуру начала гена:

Figure 00000002

Таким образом, в плазмиде рДТИ23 ген слитого белка ДТИЛ2 находится под контролем индуцибельного lac-промотора. Экспрессия белка ДТИЛ2 в клетках Е. соli jM109 (рДТИ23) достигается только после индукции изопропил-β-D-тиогалактозидом (ИПТГ).The plasmid DNA of pVC18 vector (5 μg) was sequentially treated with SmaI restriction nuclease (15 units) in buffer (20 mM Tris-Hcl, pH 7.4, 5 mM MgCl 2 ; 50 mM KCl) at 37 ° C for 2 hours, and after checking the completeness of restriction and reprecipitation with ethanol by the restriction enzyme SalGI (15 units) in buffer 3 at 37 ° C for 2 hours. A large pVC18 DNA fragment is isolated by preparative electrophoresis. The connection of DNA fragments of the plasmid psF39 and pvC18 is carried out by ligation with T4 phage ligase according to the described procedure. The resulting preparation transforms E. coli cells jM109. From Ap r clones, those are selected that contain the plasmid pVC18 with the insertion of a fragment from pSF39 by the reduced mobility of plasmid DNA, as described previously. Recombinant plasmids containing the insert are subjected to restriction analysis, and then the 5 ′ and 3 ′ ends of the fusion protein gene are sequenced by the Sanger method. As the results of these experiments show, the selected recombinant plasmid rDTI23 fully complies with the map shown in FIG. 5, and has the following gene start structure:
Figure 00000002

Thus, in the plasmid rDTI23, the gene for the fused protein DTIL2 is under the control of an inducible lac promoter. The expression of DTIL2 protein in E. coli cells jM109 (rDTI23) is achieved only after induction with isopropyl-β-D-thiogalactoside (IPTG).

Пример 2. Example 2

Индукция синтеза слитого белка в клетках Е. соli jM109 (рДТИ23). Induction of fusion protein synthesis in E. coli cells jM109 (rDTI23).

Клетки бактерий E. coli jM109 (рДТИ23) выращивают в 5 мл LB-среды с ампициллином (30 мкг/мл) при 37oC в течение 16 часов. Далее ночную культуру разводят в 15 раз средой LB c ампициллином, подращивают при 37oC при интенсивном качании (180 об/мин) в течение двух часов, после чего добавляют ИПТГ до конечной концентрации 0,001 М и продолжают подращивать при то же режиме [6] Далее клетки собирают центрифугированием (3000 g, 10 мин) и лизируют методом замораживания-оттаивания в присутствии лизоцима 2 мг/мл ФБРТ (10 мМ К Na фосфатный буфер, рН 7,2 7,4, 0,15 М NaCl, 0,05% Твин 20). После второго замораживания оттаивания центрифугируют (10000 g, 15 мин), отбирают супернатант. Наличие слитого белка в супернатанте определяют иммуноферментным анализом с использованием лошадиных антител к дифтерийному токсину и моноклональных антител к интерлейкину 2, как было описано ранее.Bacterial cells of E. coli jM109 (rDTI23) were grown in 5 ml of LB medium with ampicillin (30 μg / ml) at 37 ° C for 16 hours. Next, the night culture was diluted 15 times with LB medium with ampicillin, grown at 37 o C with intense swing (180 rpm) for two hours, after which IPTG was added to a final concentration of 0.001 M and continued to grow under the same regimen [6] The cells are then harvested by centrifugation (3000 g, 10 min) and lysed by freezing-thawing in the presence of lysozyme 2 mg / ml PBS (10 mM Na phosphate buffer, pH 7.2, 7.4, 0.15 M NaCl, 0.05 % Tween 20). After the second freezing, thawing is centrifuged (10,000 g, 15 min), and the supernatant is taken. The presence of a fusion protein in the supernatant is determined by enzyme immunoassay using equine antibodies to diphtheria toxin and monoclonal antibodies to interleukin 2, as described previously.

Литература
1. Williams D.P. Parker K. Bacha P. Bishai W. Borowski M. Genbauffe F. Strom T.B. Murphy J.R. Diphtheria toxin receptor binding domain substitution with interleukin-2: genetic construction and properties of a diphteria toxin-related interleukin-2 fusion protein // Protein engineering. - 1987. Vol.1. P.493-498.
Literature
1. Williams DP Parker K. Bacha P. Bishai W. Borowski M. Genbauffe F. Strom TB Murphy JR Diphtheria toxin receptor binding domain substitution with interleukin-2: genetic construction and properties of a diphteria toxin-related interleukin-2 fusion protein / / Protein engineering. - 1987. Vol. 1. P. 493-498.

2. Bishai W.R. Rappuoli R. Murphy J.R. High-level expression of a proteolytically sensitive diphtheria toxin fragment in Escherichia coli // J. of Bacteriology. 1987. Vol. 169. P.5140-5151. 2. Bishai W.R. Rappuoli R. Murphy J.R. High-level expression of a proteolytically sensitive diphtheria toxin fragment in Escherichia coli // J. of Bacteriology. 1987. Vol. 169. P. 5140-5151.

3. Шемякин И.Г. Анисимова В.А. Митрофанова Г.Н. Конструирование и экспрессия гибридных белков дифтерийный токсин-интерлейкин 2 // Молекулярная биология. 1992, т.26, с.1088-1098. 3. Shemyakin I.G. Anisimova V.A. Mitrofanova G.N. Design and expression of hybrid proteins diphtheria toxin-interleukin 2 // Molecular Biology. 1992, vol. 26, pp. 1088-1098.

4. Матиатис Т. Фрич Э. Сэмбрук В. Методы генетической инженерии: молекулярное клонирование. Пер. с анг. М. Мир, 1984. 4. Matiatis T. Fritsch E. Sambrook V. Methods of genetic engineering: molecular cloning. Per. with eng. M. World, 1984.

5. Birnboim H.C. Doly J. A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA // NAR. 1978. Vol.7. P.1513-1516. 5. Birnboim H.C. Doly J. A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA // NAR. 1978. Vol. 7. P.1513-1516.

6. Kapralek F. Jecmen P. Sedlacek J. Fabry M. Zadrazil S. Fermentation conditions for high-level expression or the tac-promoter-controlled calf prochymosin cDNA in Escherichia coli HB101 // Biotechnology and Bioengineering. 1991. Vol.37. P.71-79. 6. Kapralek F. Jecmen P. Sedlacek J. Fabry M. Zadrazil S. Fermentation conditions for high-level expression or the tac-promoter-controlled calf prochymosin cDNA in Escherichia coli HB101 // Biotechnology and Bioengineering. 1991. Vol. 37. P.71-79.

Claims (1)

1 1. Рекомбинатная плазмидная ДНК рДТИ 23 размером 4,7 т.п.о. и мол.м. 3,1 МДа, определяющая синтез слитого белка дифтерийный токсин-интерлейкин 2 человека (ДТИЛ2), содержащая Sma I SalG I - фрагмент плазмиды pUC18 размером 2,6 т.п.о. Eco 24.1 SalG I - фрагмент плазмиды pSF39 размером 2,1 т.п.о. соответствующий гену слитого белка ДТИЛ2; генетический маркер: bla-ген, обеспечивающий устойчивость к ампициллину.2 2. Способ получения рекомбинантной плазмидной ДНК рДТИ 23, определяющей синтез слитого белка дифтерийный токсин-интерлейкин 2 человека (ДТИЛ2), заключающийся в том, что плазмиду рДТ555 полностью гидролизуют рестриктазами EcoRI и BamHI, выделяют фрагмент ДНК размером 2,3 т.п.о. соответствующий гену дифтерийного токсина (ДТ) с собственным промотором и последовательностью сигнального пептида, 5'-концы указанного фрагмента достраивают до тупых с помощью ДНК-полимеразы I Кленова, соединяют его с векторной ДНК рАА1213 по EcoRI-сайту с получением плазмиды рДТИЛ34, данную плазмиду расщепляют рестриктазой Eco 72.1 и в тупоконечный разрыв встраивают BamHI-линкер, затем плазмиду рДТИЛ34 расщепляют эндонуклеазой BamHI и выделяют фрагмент ДНК размером 7,2 т.п.о. осуществляют его лигирование, полученными лигатами трансформируют клетки бактерий Escherichia coli и отбирают плазмиду psF39, содержащую ген слитого белка ДТИЛ2 под контролем промотора гена ДТ, далее расщепляют плазмиду pSF39 рестриктазой Eco 24.1 с удалением выступающих 3'-OH-концов и затем рестриктазой SalGI выделяют фрагмент ДНК размером 2,1 т.п.о. соответствующий гену слитого белка ДТИЛ2, встраивают его по SmaI SalGI-сайту в плазмиду pUC18 и получают целевую плазмиду рДТИ 23, определяющую синтез слитого белка ДТИЛ2 под контролем индуцибельного промотора.2 3. Штамм бактерий Esherichia coli ВКМ CR-341Д, содержащий рекомбинантную плазмидную ДНК рДТИ 23, - продуцент слитого белка ДТИЛ2.1 1. Recombinant plasmid DNA rDTI 23 4.7 kbp and mol.m. 3.1 MDa, which determines the synthesis of a diphtheria toxin-interleukin 2 human fusion protein (DTIL2), containing Sma I SalG I - a 2.6 kb fragment of pUC18 plasmid. Eco 24.1 SalG I - a fragment of plasmid pSF39 with a size of 2.1 kb corresponding to the DTIL2 fusion protein gene; genetic marker: bla gene, which provides resistance to ampicillin. 2 2. A method for producing recombinant plasmid DNA rDTI 23, which determines the synthesis of a fusion protein of human diphtheria toxin-interleukin 2 (DTIL2), which consists in the fact that plasmid rDT555 is completely hydrolyzed by restriction enzymes EcoRI and BamHI a 2.3 kb DNA fragment is isolated. corresponding to the diphtheria toxin (DT) gene with its own promoter and signal peptide sequence, the 5'-ends of the indicated fragment are blunted using Klenov’s DNA polymerase I, connected to the pAA1213 vector DNA via the EcoRI site to obtain the rDTIL34 plasmid, this plasmid is cleaved by restriction enzyme Eco 72.1 and a BamHI linker is inserted into the blunt rupture, then the plasmid rDTIL34 is digested with BamHI endonuclease and a 7.2 kb DNA fragment is isolated. ligation is carried out, the resulting ligates transform Escherichia coli bacterial cells and select the plasmid psF39 containing the DTIL2 fusion protein gene under the control of the DT gene promoter, then digest the plasmid pSF39 with Eco 24.1 restriction enzyme to remove protruding 3'-OH ends and SalGI DNA fragment is isolated 2.1 kbp corresponding to the DTIL2 fusion protein gene, insert it at the SmaI SalGI site into pUC18 plasmid and obtain the target plasmid rDTI 23, which determines the synthesis of the DTIL2 fusion protein under the control of an inducible promoter.2 3. Esherichia coli bacterial strain VKM CR-341D containing recombinant rTI plasmid 23, - producer of the fused protein DTIL2.
RU93055180/13A 1993-12-10 1993-12-10 RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23", METHOD OF PREPARING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" AND STRAIN OF BACTERIUM ESCHERICHIA COLI CONTAINING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" - A PRODUCER OF THE FUSED PROTEIN DTI-2 RU2077585C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93055180/13A RU2077585C1 (en) 1993-12-10 1993-12-10 RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23", METHOD OF PREPARING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" AND STRAIN OF BACTERIUM ESCHERICHIA COLI CONTAINING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" - A PRODUCER OF THE FUSED PROTEIN DTI-2

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93055180/13A RU2077585C1 (en) 1993-12-10 1993-12-10 RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23", METHOD OF PREPARING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" AND STRAIN OF BACTERIUM ESCHERICHIA COLI CONTAINING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" - A PRODUCER OF THE FUSED PROTEIN DTI-2

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93055180A RU93055180A (en) 1996-08-20
RU2077585C1 true RU2077585C1 (en) 1997-04-20

Family

ID=20150166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93055180/13A RU2077585C1 (en) 1993-12-10 1993-12-10 RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23", METHOD OF PREPARING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" AND STRAIN OF BACTERIUM ESCHERICHIA COLI CONTAINING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" - A PRODUCER OF THE FUSED PROTEIN DTI-2

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2077585C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999004807A1 (en) * 1997-07-22 1999-02-04 Joint-Stock Company Limited 'phosphosorb' Recombinant immunotoxin containing a diphterial toxin and interleukin -2(dt482-il2) and method for preparing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999004807A1 (en) * 1997-07-22 1999-02-04 Joint-Stock Company Limited 'phosphosorb' Recombinant immunotoxin containing a diphterial toxin and interleukin -2(dt482-il2) and method for preparing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4711845A (en) Portable temperature-sensitive control cassette
JP2963695B2 (en) Expression of cloned lysostaphin gene
EP0198015B2 (en) Production of streptavidin-like polypeptides
US20040106118A1 (en) Method for exposing peptides and polypeptides on the cell surface of bacteria
Inada et al. Conditionally lethal amber mutations in the leader peptidase gene of Escherichia coli
JP2000135092A (en) Macropolypeptide containing oligopeptide repeating unit
JPH0669375B2 (en) Specific cleavage linker
JPH07278195A (en) Recombinant g-csf
JPH11513562A (en) Method for producing recombinant plasmid
JPH0813273B2 (en) Method for expressing protein and cloning vector used therefor
KR910016930A (en) Bacteria vector
KR870700095A (en) A method for preparing polypeptides including cecropin by AraB promoter and microbiological methods
CA1327329C (en) Recombinant diphtheria toxin fragments
JPH0376580A (en) Escherichia coli manifestation vector and production of antiviral protein using the same
US20080233614A1 (en) Production of recombinant collagenases colg and colh in escherichia coli
US4795706A (en) Novel expression control sequences
EP0510018A1 (en) Lipoprotein signal peptide fused to antigenic polypeptides
JPH10511845A (en) Methods for producing extracellular proteins in bacteria
JP2842693B2 (en) Methods and DNA expression systems for overexpression of proteins in host cells
RU2077585C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23", METHOD OF PREPARING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" AND STRAIN OF BACTERIUM ESCHERICHIA COLI CONTAINING RECOMBINANT PLASMID DNA "pДТИ-23" - A PRODUCER OF THE FUSED PROTEIN DTI-2
US20040265936A1 (en) Recombinant expression of S-layer proteins
JPS58500590A (en) Methods and vectors for controlled accumulation of cloned heterologous gene products in Bacillus subtilis
RU2143492C1 (en) Recombinant plasmid encoding fused protein as precursor of human insulin (variants), strain of bacterium escherichia coli - producer of fused protein as precursor of human insulin (variants), method of human insulin preparing
RU2144082C1 (en) Recombinant plasmid encoding fused protein-precursor of human insulin (variants), strain of bacterium escherichia coli - producer of fused protein-precursor of human insulin (variants), method of human insulin preparing
US20070031937A1 (en) Co-expression of recombinant proteins

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041211