RU2099421C1 - Method of preparing the human recombinant interleukin-3, recombinant plasmid dna p3pteil3 encoding the human recombinant interleukin-3, strain of bacterium escherichia coli - a producer of the human recombinant interleukin-3 - Google Patents

Method of preparing the human recombinant interleukin-3, recombinant plasmid dna p3pteil3 encoding the human recombinant interleukin-3, strain of bacterium escherichia coli - a producer of the human recombinant interleukin-3 Download PDF

Info

Publication number
RU2099421C1
RU2099421C1 RU95109756A RU95109756A RU2099421C1 RU 2099421 C1 RU2099421 C1 RU 2099421C1 RU 95109756 A RU95109756 A RU 95109756A RU 95109756 A RU95109756 A RU 95109756A RU 2099421 C1 RU2099421 C1 RU 2099421C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
interleukin
producer
strain
p3pteil3
gene
Prior art date
Application number
RU95109756A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95109756A (en
Inventor
А.И. Гуревич
Т.А. Качалина
А.И. Мирошников
Е.Д. Свердлов
Т.Л. Ажикина
В.М. Ростапшов
Р.С. Есипов
А.Н. Вульфсон
Р.В. Тихонов
Т.И. Костромина
Original Assignee
Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова 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 биоорганической химии им.М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН filed Critical Институт биоорганической химии им.М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН
Priority to RU95109756A priority Critical patent/RU2099421C1/en
Publication of RU95109756A publication Critical patent/RU95109756A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2099421C1 publication Critical patent/RU2099421C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology, genetic protein engineering. SUBSTANCE: method is based on the use of new recombinant plasmid DNA p3PTEIL3 where an artificial gene of the human interleukin-3 is under control of three promoters tandem (P8, Ptac and Pt7) and its expression is carried out after induction with isopropylthiogalactoside and the use of the strain-producer E. coli VKPM B-6968 that provides high level of biosynthesis of the end protein (up to 30% of total cellular protein). Recombinant plasmid has tandem of promoters P8, Ptac and Pt7, two lac-operators, enhancer of translation of gene-10 of phage T7, terminator of transcription of phage fd, gene of β-lactamase and an artificial gene of the human interleukin-3. Strain Escherichia coli VKPM B-6968 is obtained by transformation of competent cells E. coli BL21(DE3) ekfpvbljq p3PTEIL3. Strain E. coli VKPM B-6968 is cultured on rich medium, the grown cells were disrupted in buffer solution and the human recombinant interleukin-3 is isolated from inclusion bodies followed by its renaturation by the known method. EFFECT: improved method of preparing. 3 cl, 3 dwg

Description

Предполагаемое изобретение относится к биотехнологии, в частности к генной и белковой инженерии. Оно включает сконструированную in vitro рекомбинантную плазмидную ДНК p3PTEIL3, обусловливающую биосинтез рекомбинантного человеческого интерлейкина-3 (rhIL3), штамм E. coli/p3PTEIL3 - продуцент rhIL3 и способ получения рекомбинантного интерлейкина-3 на основе вышеуказанной рекомбинантной ДНК и штамма-продуцента. The alleged invention relates to biotechnology, in particular to genetic and protein engineering. It includes an in vitro recombinant plasmid DNA p3PTEIL3, which determines the biosynthesis of recombinant human interleukin-3 (rhIL3), E. coli / p3PTEIL3 strain producing rhIL3, and a method for producing recombinant interleukin-3 based on the above recombinant DNA and strain producing.

Человеческий интерлейкин-3 (hIL3) гликопротеин, продуцируемый Т-лимфоцитами, является медиатором роста и дифференции клеток различных линий. Он играет важную роль в регуляции гемопоэза и иммунного ответа [1, 2] hIL3 представляет собой неспецифический гемопоэтин, действующий на предшественники всех клеток крови и даже на зрелые клетки [3] Эти свойства hIL3 определяют возможность использования его в качестве медицинского препарата регулятора кроветворения. В связи с малой доступностью природного hIL3 большое значение приобретает использование рекомбинантного hIL3 (rhIL3), который, несмотря на отсутствие в структуре гликозилирующих групп, обладает той же биологической активностью, что и природный hIL3 [4, 5]
Ранее для получения rhIL3 микробиологическим синтезом в E.coli уже была сконструирована экспрессионная плазмида pTE21L3 [6] с которой был достигнут высокий уровень биосинтеза rhIL3 в некоторых штаммах E.coli. Однако высокопродуктивный штамм при продолжительном культивировании или при многих пересевах терял свою продуктивность вследствие сегрегации плазмиды, обусловленной чрезмерным уровнем конститутивного биосинтеза рекомбинантного белка.
Human interleukin-3 (hIL3) glycoprotein produced by T-lymphocytes is a mediator of the growth and differentiation of cells of various lines. It plays an important role in the regulation of hematopoiesis and the immune response [1, 2] hIL3 is a non-specific hematopoietin that acts on the precursors of all blood cells and even on mature cells [3] These properties of hIL3 determine its use as a hematopoietic regulator. Due to the low availability of natural hIL3, the use of recombinant hIL3 (rhIL3), which, despite the absence of glycosylating groups in the structure, has the same biological activity as natural hIL3, is of great importance [4, 5]
Earlier, to obtain rhIL3 by microbiological synthesis in E. coli, the expression plasmid pTE21L3 [6] was already constructed with which a high level of rhIL3 biosynthesis was achieved in some E. coli strains. However, a highly productive strain during prolonged cultivation or during many passages lost its productivity due to plasmid segregation due to the excessive level of constitutive biosynthesis of the recombinant protein.

Более стабильная система, сохраняющая высокий выход rhIL3, была получена в конструкции экспрессионной плазмиды pTOTE2IL3, использующей схему биосинтеза с индукцией транскрипции на поздних стадиях роста культуры продуцента [7] В этой плазмиде инициация транскрипции осуществлялась с тандемом двух промоторов P3 фага fd и Ptac, контролируемым тандемом двух lac-операторов (7). При этом в штаммах E.coli JM109 и E.coli TGI был достигнут высокий уровень биосинтеза rhIL3, однако продуктивность их была недостаточной вследствие либо медленного накопления клеточной массы (JM 109), либо рекомбинационной неустойчивости плазмиды (в гесA + штамме TGI) [7]
Предлагаемая группа изобретений позволяет получать рекомбинантный человеческий интерлейкин-3 в стабильном штамме-продуценте с высоким выходом, позволяющим эффективно производить очистку по простой технологии.
A more stable system preserving a high rhIL3 yield was obtained in the construction of the expression plasmid pTOTE2IL3 using a biosynthesis scheme with transcription induction in the late stages of producer culture growth [7] In this plasmid, transcription was initiated with the tandem of two P3 promoters of phage fd and Ptac controlled by two lac-operators (7). Moreover, a high level of rhIL3 biosynthesis was achieved in E. coli JM109 and E.coli TGI strains, however, their productivity was insufficient due to either slow cell mass accumulation (JM 109) or plasmid recombination instability (in gesA + TGI strain) [7]
The proposed group of inventions allows to obtain recombinant human interleukin-3 in a stable producer strain with a high yield, allowing efficient purification using a simple technology.

Для этой цели использована новая конструкция экспрессионной плазмиды, содержащая дополнительно промотор РНК-полимеразы фага T7 (Pt7), в штамме E. coli BL21(DE3), в хромосоме которого содержится ген Т7-РНК-полимеразы под контролем индуцируемого промотора Ptac [8]
Предлагаемый способ получения интерлейкина-3 заключается в том, что рекомбинантной плазмидной ДНК p3PTYIL3 трансформируют клетки штамма Escherichia coli BL21 (DE3), полученный штамм Escherichia coli BL21(DE3)/p3PTEIL3 культивируют в богатой среде, выращенные клетки разрушают в буферном растворе и выделяют белок rhIL3.
For this purpose, a new expression plasmid construct was used, containing an additional phage T7 RNA polymerase (Pt7) promoter in E. coli strain BL21 (DE3), whose chromosome contains the T7 RNA polymerase gene under the control of the inducible Ptac promoter [8]
The proposed method for producing interleukin-3 is that p3PTYIL3 recombinant plasmid DNA is transformed with Escherichia coli strain BL21 (DE3), the resulting Escherichia coli strain BL21 (DE3) / p3PTEIL3 is cultured in a rich medium, the grown cells are destroyed in a buffer solution and rhIL3 protein is isolated .

Предлагаемая рекомбинантная плазмидная ДНК p3PTEIL3 характеризуется следующими признаками:
кодирует аминокислотную последовательность белка rhIL3;
имеет мол. м. 2,34 МДа;
содержит:
тандем промоторов P8 фага fd и Ptac, два lac-оператора, промотор P7, усилитель трансляции гена 10 фага T7, ген интерлейкина-3 и терминатор транскрипции фага fd;
в качестве генетического маркера ген β-лактамазы, детерминирующей устойчивость трансформированных плазмидой p3PTEIL3 клеток E.coli к пенициллиновым антибиотикам;
уникальные сайты узнавания рестрикционных эндонуклеаз, расположенные на следующем расстоянии вправо от сайта BamHI:
XbaI 325bp, EcoRV 361bp, Ndel 365 и 1292 bp, HpaI 411 bp, Hind III-545 bp, EcoRI 774 bp, Bg III 1128 bp, PstI 2527 bp.
The proposed recombinant plasmid DNA p3PTEIL3 is characterized by the following features:
encodes the amino acid sequence of the rhIL3 protein;
has a pier. m. 2.34 MDa;
contains:
the tandem of the P8 promoters of phage fd and Ptac, two lac operators, the P7 promoter, the translation enhancer of the T7 phage 10 gene, the interleukin-3 gene and the fd phage transcription terminator;
as a genetic marker, the β-lactamase gene that determines the resistance of E. coli cells transformed with plasmid p3PTEIL3 to penicillin antibiotics;
unique restriction endonuclease recognition sites located at the following distance to the right of the BamHI site:
XbaI 325bp, EcoRV 361bp, Ndel 365 and 1292 bp, HpaI 411 bp, Hind III-545 bp, EcoRI 774 bp, Bg III 1128 bp, PstI 2527 bp.

Конструкция рекомбинантной плазмидной ДНК p3PTEIL3 обеспечивает высокий уровень экспрессии гена интерлейкина-3. The construction of recombinant plasmid DNA p3PTEIL3 provides a high level of gene expression of interleukin-3.

Предлагаемый штамм-продуцент Escherichia coli BL21 (DE3)/p3PTEIL3 характеризуется следующими признаками. The proposed producer strain Escherichia coli BL21 (DE3) / p3PTEIL3 is characterized by the following features.

Морфологические признаки. Клетки палочковидной формы, грамотрицательные, неспороносные. Morphological signs. The cells are rod-shaped, gram-negative, non-spore.

Культуральные признаки. Клетки хорошо растут на простых питательных средах. При росте на агаре "Дифко" колонии круглые, гладкие, мутные, блестящие серые, край ровный. При росте на жидких средах (на минимальной среде с глюкозой или YT-бульоне) образуют интенсивную ровную муть. Cultural signs. Cells grow well on simple nutrient media. When growing on Difco agar, the colonies are round, smooth, cloudy, shiny gray, the edge is even. When growing on liquid media (on a minimal medium with glucose or YT-broth) they form an intense smooth haze.

Физико-биологические признаки. Клетки растут при температуре от 4oC до 40oC при оптимуме pH от 6,8 до 7,5. В качестве источника азота используют как минеральные соли в аммонийной форме, так и органические соединения в виде пептона, триптона, дрожжевого экстракта, аминокислот и т.д. В качестве источника углерода используют аминокислоты, глицерин, углеводы.Physico-biological signs. Cells grow at a temperature of from 4 o C to 40 o C with an optimum pH of 6.8 to 7.5. As a source of nitrogen, both mineral salts in ammonium form and organic compounds in the form of peptone, tryptone, yeast extract, amino acids, etc. are used. Amino acids, glycerin, carbohydrates are used as a carbon source.

Устойчивость к антибиотикам. Клетки проявляют устойчивость к пенициллиновым антибиотикам (до 500 мкг/мл). Antibiotic resistance. Cells are resistant to penicillin antibiotics (up to 500 μg / ml).

Штамм-продуцент E. coli BL21(DE3)/p3PTEIL3 отличается от штамма-реципиента E. coli BL21(DE3) только наличием рекомбинантной плазмидной ДНК p3PTEIL3, которая и придает ему устойчивость к пенициллиновым антибиотикам. The strain producing E. coli BL21 (DE3) / p3PTEIL3 differs from the strain of the recipient E. coli BL21 (DE3) only in the presence of recombinant plasmid DNA p3PTEIL3, which gives it resistance to penicillin antibiotics.

Штамм-продуцент получают путем трансформации компетентных клеток E.coli BL21 (DE3) соответствующей рекомбинантной плазмидной ДНК. The producer strain is obtained by transformation of competent E. coli BL21 (DE3) cells with the corresponding recombinant plasmid DNA.

Клетки E. coli BL21(DE3)/p3PTEIL3 являются продуцентом белка rhIL3. При индукции изопропилтио-b-D-галактозидом происходит эффективный биосинтез белка, который накапливается в клетках в виде телец включения, и его выход составляет более 30% суммарного белка бактерий. E. coli BL21 (DE3) / p3PTEIL3 cells are a producer of rhIL3 protein. When isopropylthio-b-D-galactoside is induced, an effective biosynthesis of the protein occurs, which accumulates in the cells in the form of inclusion bodies, and its yield is more than 30% of the total bacterial protein.

Изобретение осуществляют следующим образом. Конструируют рекомбинантную плазмидную ДНК p3PTEIL3. Для этого сначала получают векторный фрагмент плазмиды pTE2IL3 [6] путем ее расщепления эндонуклеазами BamHI и XbaI. После очистки электрофорезом в 1% агарозном геле векторный фрагмент лигируют с BamHI/EcoRI-фрагментом плазмиды pKK223-3, содержащим промотор Ptac, синтетическим lac-оператором [7] и синтетическим фрагментом, содержащим промотор Pt7. Лигазной смесью трансформируют компетентные клетки E.coli BL21(DE3) и высевают на YT-агар, содержащий 50 мкг/мл ампициллина или другого пенициллинового антибиотика. Полученные клоны анализируют гибридизацией с 32P-мечеными олигонуклеотидами, составляющими синтетические фрагменты, и из гибридизующихся с зондами клонов выделяют плазмидные ДНК, которые подвергают рестриктному анализу с помощью рестриктаз HindIII, EcoRI, BamHI и BglII, а также определением нуклеотидной последовательности между сайтами BamHI и EcoRI. Штамм-продуцент E/coli BL21(DE3)/p3PTEIL3 выращивают в богатой среде (YT-, LB-бульон и др. ), индуцируют изопропилтио-b-D-галактозидом и снова выращивают до достижения максимальной плотности культуры.The invention is as follows. Recombinant plasmid DNA p3PTEIL3 was constructed. For this, the vector fragment of the plasmid pTE2IL3 [6] is first obtained by its cleavage with the endonucleases BamHI and XbaI. After purification by electrophoresis on a 1% agarose gel, the vector fragment is ligated with the BamHI / EcoRI fragment of plasmid pKK223-3 containing the Ptac promoter, a synthetic lac operator [7] and a synthetic fragment containing the Pt7 promoter. The competent E. coli BL21 (DE3) cells are transformed with the ligase mixture and plated on YT agar containing 50 μg / ml ampicillin or another penicillin antibiotic. The obtained clones are analyzed by hybridization with 32 P-labeled oligonucleotides that make up the synthetic fragments, and plasmid DNAs are isolated from hybridizing with probe clones, which are subjected to restriction analysis using restriction enzymes HindIII, EcoRI, BamHI and BglII, as well as nucleotide sequence determination between BamHI and EcoRI sites . The producer strain E / coli BL21 (DE3) / p3PTEIL3 is grown in a rich medium (YT-, LB-broth, etc.), isopropylthio-bD-galactoside is induced, and grown again to reach the maximum culture density.

Выделение белка rhIL3 из клеток продуцента включает следующие стадии:
разрушение выращенных клеток одним из обычно применяемых способов;
отмывку буферными растворами телец включения от растворимых компонентов клетки;
солюбилизацию денатурированного целевого белка из телец включения либо в 5 8 М растворе мочевины, либо в 5 М растворе гидрохлорида гуанидина, либо в другом подходящем растворителе;
очистку целевого белка в результате ступенчатого разбавления растворов в мочевине или гидрохлориде гуанидина, либо другими методами;
ренатурацию rhIL3 путем обработки денатурированного белка смесью восстановленной и окисленной форм глутатиона;
заключительную очистку rhIL3 с помощью ВЭЖХ.
Isolation of rhIL3 protein from producer cells involves the following steps:
the destruction of the grown cells by one of the commonly used methods;
washing with buffer solutions of inclusion bodies from soluble components of the cell;
solubilization of the denatured target protein from inclusion bodies in either a 5 8 M urea solution, or a 5 M guanidine hydrochloride solution, or in another suitable solvent;
purification of the target protein as a result of stepwise dilution of solutions in urea or guanidine hydrochloride, or other methods;
renaturation of rhIL3 by treating the denatured protein with a mixture of the reduced and oxidized forms of glutathione;
final purification of rhIL3 by HPLC.

На рис. 1 изображена частичная структура плазмиды p3PTEIL3 в промоторной области, гена rhIL3 и соответствующая гену аминокислотная последовательность rhIL3. In fig. 1 shows the partial structure of plasmid p3PTEIL3 in the promoter region of the rhIL3 gene and the corresponding amino acid sequence of rhIL3.

На рис. 2 приведены структуры синтетических фрагментов с lac-оператором (А) и промотором Pt7 (Б). In fig. Figure 2 shows the structures of synthetic fragments with the lac operator (A) and the Pt7 promoter (B).

На рис. 3 приведена схема конструирования плазмиды p3PTEIL3. In fig. 3 shows the construction scheme of plasmid p3PTEIL3.

Пример 1. Химический синтез олигонуклеотидов. Example 1. Chemical synthesis of oligonucleotides.

Синтез олигонуклеотидов выполняют твердофазным фосфоамидитным методом на ДНК-синтезаторе ASM-102U (НПО "Биосан", Новосибирск) с наращиванием олигонуклеотидной цепи в направлении от 3'-конца к 5'-концу с помощью защищенных фосфамидитов 5'-диметокситритил-N-ацил-2'-дезоксинуклеозид-3'-O-(b- цианэтилдиизопропиламино)-фосфитов, активированных тетразолом. Синтез проводят в масштабе 0,5 0,7 мкмоль, используя в качестве носителя пористое стекло (размер пор 500 А), к которому через 3'-сукцинатную связь присоединяют первое нуклеозидное звено (нагрузка 20 30 мкмоль/г). Используя синтетический цикл, описанный в работе [9]
Пример 2. Конструирование рекомбинантной плазмидной ДНК p3PTEIL3.
The oligonucleotides are synthesized using the solid-state phosphoamidite method on an ASM-102U DNA synthesizer (NPO Biosan, Novosibirsk) with the oligonucleotide chain being extended from the 3'-end to the 5'-end using 5'-dimethoxytrityl-N-acyl-protected phosphamidites 2'-deoxynucleoside-3'-O- (b-cyanethyl diisopropylamino) phosphites activated with tetrazole. The synthesis is carried out on a scale of 0.5 to 0.7 μmol, using porous glass (pore size 500 A) as a support, to which the first nucleoside unit (load 20 30 μmol / g) is connected via a 3'-succinate bond. Using the synthetic cycle described in [9]
Example 2. Construction of recombinant plasmid DNA p3PTEIL3.

Для приготовления вектора ДНК плазмиды pTE2IL3 (3 мкг) обрабатывают в 40 мкл буфера KGB (100 мМ K-глутамат, pH 8,8, 25 мМ трис-ацетат, pH 7,6, 10 мМ Mg-ацетат, 1 мМ меркаптоэтанол) рестриктазами BamHI (10 ед. акт.) и XbaI (10 ед. акт. ) в течение 1 ч при 37oC. Векторный фрагмент величиной 3,34 т.п.о. после электрофореза в 1% агарозном геле электрофоретически перемещают в слой геля 0,5% LGT-агарозы и затем элюируют методом вымораживания агарозы и последующего осаждения ДНК из раствора этанолом.To prepare the plasmid DNA vector, pTE2IL3 (3 μg) is treated with 40 μl KGB buffer (100 mM K-glutamate, pH 8.8, 25 mM Tris-acetate, pH 7.6, 10 mM Mg-acetate, 1 mM mercaptoethanol) restrictase BamHI (10 units of act.) And XbaI (10 units of act.) For 1 h at 37 o C. Vector fragment 3.34 kbp. after electrophoresis in a 1% agarose gel, 0.5% LGT agarose is electrophoretically transferred to the gel layer and then eluted by freezing the agarose and subsequently precipitating the DNA from the solution with ethanol.

В тех же условиях из 3 мкг плазмиды pKK223-3 с помощью рестриктаз BamHI (10 ед. акт.) и EcoRI (10 ед. акт.) получают фрагмент, содержащий промотор Ptac, длиной 0,26 т.п.о. Under the same conditions, from 3 μg of plasmid pKK223-3 using restriction enzymes BamHI (10 units act) and EcoRI (10 units act), a fragment containing a Ptac promoter 0.26 kb in length was obtained.

Синтетические фрагменты (А) и (Б) получают отжигом соответствующих комплементарных 5'-фосфорилированных олигонуклеотидов. Synthetic fragments (A) and (B) are obtained by annealing the corresponding complementary 5'-phosphorylated oligonucleotides.

По 5 мкл растворов синтетических фрагментов (А) и (Б), содержащих по 20 пмоль, прибавляют к раствору 1 мкг описанного выше векторного фрагмента и 0,1 мкг фрагмента, содержащего промотор Ptac, в 10 мкл буфера L (20 мМ трис-HCl, pH 7,56, 10 мМ MgCl2, 0,2 мМ rATP, 10 мМ дитиотреит) и лигируют с помощью 20 ед. акт. Т4-ДНК-лигазы в течение 6 ч при 10oC.5 μl of solutions of synthetic fragments (A) and (B), each containing 20 pmol, are added to a solution of 1 μg of the above vector fragment and 0.1 μg of the fragment containing the Ptac promoter in 10 μl of L buffer (20 mM Tris-HCl , pH 7.56, 10 mm MgCl 2 , 0.2 mm rATP, 10 mm dithiothreitis) and are ligated with 20 units Act. T4 DNA ligase for 6 hours at 10 o C.

Аликвоту реакционной смеси используют для трансформации компетентных клеток E.coli BL21(DE3). Трансформанты высевают на чашку с YT-агаром, содержащим 50 мкг/мл ампициллина. Скрининг рекомбинантов проводят с помощью гибридизации колоний in situ с 32P-мечеными олигонуклеотидами, составляющими фрагменты (А) и (Б). Из гибридизующихся клонов выделяют ДНК и анализируют с помощью эндонуклеаз HindIII, BamHI, EcoRI и BglII и определением нуклеотидной последовательности регуляторного участка и структурного гена.An aliquot of the reaction mixture is used to transform competent E. coli BL21 (DE3) cells. Transformants are plated on a YT agar plate containing 50 μg / ml ampicillin. Recombinant screening is performed by in situ hybridization of colonies with 32 P-labeled oligonucleotides comprising fragments (A) and (B). DNA is isolated from the hybridizing clones and analyzed using endonucleases HindIII, BamHI, EcoRI and BglII and determining the nucleotide sequence of the regulatory region and the structural gene.

Пример 3. Получение штамма E.coli BL21(DE3)/p3PTEIL3 (ВКПМ В6511) - продуцента белка rhIL3 и определение его продуктивности. Example 3. Obtaining a strain of E. coli BL21 (DE3) / p3PTEIL3 (VKPM B6511) - producer of rhIL3 protein and determination of its productivity.

Клетки E. coli BL21(DE3), несущие плазмиду p3PTEIL3, структура которой подтверждена данными анализа (см. пример 2), являются продуцентом белка rhIL3. E. coli BL21 (DE3) cells carrying the plasmid p3PTEIL3, the structure of which is confirmed by the analysis data (see Example 2), are the producer of the rhIL3 protein.

Штамм продуцента E.coli BL21(DE3)/p3PTEIL3 выращивают при 37oC в 100 мл YT-бульона (pH 7,0) с 50 мкг/мл ампициллина в течение 2 ч на качалке со скоростью вращения 190 об/мин до мутности A550 0,7 0,8, прибавляют изопропилтио-b-D-галактозид до концентрации 0,2 мМ и продолжают процесс еще 6 ч. Каждый час отбирают пробу по 2 мл, определяют A550 и количество культуры, соответствующее 1 мл с A550 1,0, центрифугируют 5 мин при 6000 об/мин. Осажденные клетки в 100 мкл лизирующего буфера с красителем бромфеноловым синим обрабатывают 20 с ультразвуком, нагревают 3 мин при 100oC и пробы по 1 мкл используют для электрофореза в 15% SDS-ПААГ. Гель прокрашивают кумасси R-250 по стандартной методике и сканируют для определения относительного количества белка в полосе, соответствующей белку rhIL3.The producer strain E. coli BL21 (DE3) / p3PTEIL3 was grown at 37 ° C in 100 ml of YT broth (pH 7.0) with 50 μg / ml ampicillin for 2 hours on a shaker at a speed of 190 rpm until turbidity A 550 0.7 0.8, add isopropylthio-bD-galactoside to a concentration of 0.2 mM and continue the process for another 6 hours. Each hour, a 2 ml sample is taken, A 550 is determined and the amount of culture corresponding to 1 ml with A 550 1, 0, centrifuged for 5 minutes at 6000 rpm. Precipitated cells in 100 μl of lysing buffer with dye bromphenol blue are treated with ultrasound for 20 minutes, heated for 3 min at 100 ° C and 1 μl samples are used for electrophoresis in 15% SDS-PAGE. The gel was stained with Coomassie R-250 according to standard procedures and scanned to determine the relative amount of protein in the band corresponding to the rhIL3 protein.

Пример 4. Выделение и первичная очистка белка rhIL3. Влажные клетки (100 г) суспендируют в 200 мл буфера (50 мМ Na-фосфат, 1 мМ EDTA, pH 7,5), добавляют лизоцим (100 мкг/мл), инкубируют 30 мин при 20oC, добавляют раствор MgCl2 (до 10 мМ) и ДНКазу (10 мкг/мл), инкубируют при 20oC до потери вязкости (30 мин), разбавляют 2 л буфера (50 мМ Na-фосфат, 10 мМ EDTA, 4 М мочевина, 1% тритон X-100, pH 7,5) и центрифугируют 20 мин при 10000 g. Осадок суспендируют в 2 л буфера (50 мМ Na-фосфат, 10 мМ EDTA, 4 М мочевина, 1% тритон X-100, pH 7,5) с помощью ультразвукового дезинтегратора Sonifier 240 (Branson) и центрифугируют 20 мин при 10000 g. Отмывку буфером повторяют еще раз, затем аналогично промывают буфером (50 мМ Na-фосфат, 1 мМ EDTA, pH 7,5).Example 4. Isolation and primary purification of rhIL3 protein. Wet cells (100 g) are suspended in 200 ml of buffer (50 mm Na-phosphate, 1 mm EDTA, pH 7.5), lysozyme (100 μg / ml) is added, incubated for 30 min at 20 ° C, MgCl 2 solution is added ( up to 10 mM) and DNase (10 μg / ml), incubated at 20 o C until the viscosity is lost (30 min), diluted with 2 L of buffer (50 mM Na-phosphate, 10 mM EDTA, 4 M urea, 1% Triton X- 100, pH 7.5) and centrifuged for 20 min at 10,000 g. The precipitate was suspended in 2 L of buffer (50 mM Na-phosphate, 10 mM EDTA, 4 M urea, 1% Triton X-100, pH 7.5) using a Sonifier 240 ultrasonic disintegrator (Branson) and centrifuged for 20 min at 10,000 g. Buffer washing is repeated once more, then similarly washed with buffer (50 mM Na-phosphate, 1 mM EDTA, pH 7.5).

Пример 5. Ренатурация и заключительная очистка рекомбинантного интерлейкина-3 (rhIL3). Example 5. Renaturation and final purification of recombinant interleukin-3 (rhIL3).

Осадок денатурированного rhIL3 после первичной очистки, описанной в примере 4, ресуспендируют в 2 л буфера (50 мМ Na-фосфат, 1 мМ EDTA, 5 М гуанидингидрохлорид, pH 7,5) и инкубируют при 20oC. Полученный раствор разбавляют при перемешивании 8 л буфера (50 мМ Na-фосфат, 1 мМ EDTA, pH 7,5), доводят pH суспензии до 8,5 и добавляют смесь окисленного и восстановленного глутатиона до концентрации 1,5 мМ. Смесь перемешивают при 20oC, контролируя ход окисления тиоловых групп в rhIL3 с помощью метода Эллмана [10] и ренатурацию считают завершенной при отрицательной реакции. По окончании окисления раствор концентрируют в ячейке для ультрафильтрации (Amicon) на мембране PM-10, добавляют трифторуксусную кислоту до 0,1% и центрифугируют 20 мин при 10000 g. Осветленный раствор хроматографируют на препаративной колонке с Nucleosil 300-7C4 (Masherey-Nagel) в линейном градиенте 0 60% ацетонитрила в 0,1% трифторуксусной кислоте. Фракцию очищенного rhIL3 (выходит при 40 43% ацетонитрила) лиофилизуют. Чистота препарата составляет более 98% (по данным аналитической ВЭЖХ). Выход чистого rhIL3 составляет 20 25% белка, определяемого во влажных клетках продуцента.The precipitate of denatured rhIL3 after the initial purification described in Example 4 was resuspended in 2 L of buffer (50 mM Na-phosphate, 1 mM EDTA, 5 M guanidine hydrochloride, pH 7.5) and incubated at 20 ° C. The resulting solution was diluted with stirring 8 l of buffer (50 mm Na-phosphate, 1 mm EDTA, pH 7.5), adjust the pH of the suspension to 8.5 and add a mixture of oxidized and reduced glutathione to a concentration of 1.5 mm. The mixture was stirred at 20 ° C, monitoring the progress of the oxidation of thiol groups in rhIL3 using the Ellman method [10] and the renaturation was considered to be complete with a negative reaction. After oxidation is complete, the solution is concentrated in an ultrafiltration cell (Amicon) on a PM-10 membrane, trifluoroacetic acid is added to 0.1% and centrifuged for 20 min at 10,000 g. The clarified solution is chromatographed on a Nucleosil 300-7C 4 preparative column (Masherey-Nagel) in a linear gradient of 0 60% acetonitrile in 0.1% trifluoroacetic acid. The fraction of purified rhIL3 (leaves at 40 43% acetonitrile) was lyophilized. The purity of the drug is more than 98% (according to analytical HPLC). The yield of pure rhIL3 is 20 25% of the protein determined in the producer's wet cells.

Таким образом, заявляемая группа изобретений позволяет получить рекомбинантный интерлейкин-3 путем микробиологического синтеза по простой технологии и с высоким выходом. Thus, the claimed group of inventions allows to obtain recombinant interleukin-3 by microbiological synthesis according to simple technology and with high yield.

Источники информации
1. Kindler V. Thorens B. Kossodo S. Allet B. Eliason J.F. Thatcher D. Farber N. Vassalli P. Proc.Nat.Acad. Sci.USA. 1986. V. 83. No. 4, p. 1001 1005.
Sources of information
1. Kindler V. Thorens B. Kossodo S. Allet B. Eliason JF Thatcher D. Farber N. Vassalli P. Proc.Nat. Acad. Sci.USA. 1986. V. 83. No. 4, p. 1001 1005.

2. Ihle J.N. Keller J. Oroszlan S. Henderson L.E. Copeland D.T. J.Immunol. 1983. V. 131. No. 1, p. 282 287. 2. Ihle J.N. Keller J. Oroszlan S. Henderson L.E. Copeland D.T. J. Immmunol. 1983. V. 131. No. 1, p. 282 287.

3. Райт А. Основы иммунологии. 1991. М. Мир, с. 130 134. 3. Wright A. Fundamentals of immunology. 1991. M. Mir, p. 130 134.

4. Kimmenade A. Bond M.W. Shumacher J.H. Laquoi C. Eur.J.Biochem. 1988. V. 173. No. 1, p. 109 114. 4. Kimmenade A. Bond M.W. Shumacher J.H. Laquoi C. Eur. J. Biochem. 1988. V. 173. No. 1, p. 109 114.

5. Луценко С. В. Гуревич А.И. Каневский В.Ю. Смирнов В.А. Назимов И.В. Ажикина Т.Л. Чернов И.П. Ростапшов В.М. Сонина Н.В. Ажаев А.В. Биоорган. химия. 1991. Т. 17. No. 12, с. 1649 1654. 5. Lutsenko S. V. Gurevich A.I. Kanevsky V.Yu. Smirnov V.A. Nazimov I.V. Azhikina T.L. Chernov I.P. Rostapshov V.M. Sonina N.V. Azhayev A.V. Bioorgan. chemistry. 1991.V. 17.No. 12, p. 1649 1654.

6. Гуревич А.И. Скапцова Н.В. Луценко С.В. Смирнов В.А. Куркин А.Р. Ажаев А.В. Биоорган. химия. 1991. Т. 17. No. 5, с. 647 -652. 6. Gurevich A.I. Skaptsova N.V. Lutsenko S.V. Smirnov V.A. Kurkin A.R. Azhayev A.V. Bioorgan. chemistry. 1991.V. 17.No. 5, p. 647 -652.

7. Луценко С. В. Гуревич А.И. Птицын Л.Р. Рязанова Л.А. Смирнов В.А. Биоорган. химия. 1992. Т. 19. No. 3, с. 391 397, прототип. 7. Lutsenko S.V. Gurevich A.I. Ptitsyn L.R. Ryazanova L.A. Smirnov V.A. Bioorgan. chemistry. 1992.V. 19.No. 3, p. 391 397, prototype.

8. Studier F.W. Rosenberg A.H. Dunn J.J. Dubendorf J.W. Methods Enzymol. 1990. V. 185. p. 60 89. 8. Studier F.W. Rosenberg A.H. Dunn J.J. Dubendorf J.W. Methods Enzymol. 1990. V. 185. p. 60 89.

9. Atkinson T. Smith M. In: Oligonucleotide synthesis; a practical approach. 1984. Ed. Gait M.J. p. 35 81. IRL Press, Oxford. 9. Atkinson T. Smith M. In: Oligonucleotide synthesis; a practical approach. 1984. Ed. Gait M.J. p. 35 81. IRL Press, Oxford.

10. Ellman G.L. Arch.Biochem.Biophys. 1959. V. 82. No. 1, p. 70 77. 10. Ellman G.L. Arch. Biochem. Biophys. 1959. V. 82. No. 1, p. 70 77.

Claims (3)

1. Способ получения рекомбинантного интерлейкина-3 человека, предусматривающий культивирование продуцента вида Escherichia coli в богатой среде с индукцией биосинтеза белка изопропилтио-β-D-галактозидом, солюбилизацию, ренатурацию и очистку целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве продуцента используют штамм бактерий Escherichia coli ВКПМ В-6968. 1. The method of producing recombinant human interleukin-3, comprising cultivating a producer of the species Escherichia coli in a rich medium with induction of protein biosynthesis with isopropylthio-β-D-galactoside, solubilization, renaturation and purification of the target product, characterized in that Escherichia bacteria strain is used as a producer coli VKPM B-6968. 2. Рекомбинантная плазмидная ДНК р 3РТЕIL3, кодирующая рекомбинантный интерлейкин-3 человека, молекулярной массы 2,34 МДа, содержащая тандем промоторов Р8 фага fd и Ptac, два lac-оператора, промотор Pt7, усилитель трансляции гена 10 фага Т7, ген интерлейкина-3 и терминатор транскрипции фага fd, ген β-лактамазы, детерминирующий устойчивость к пенициллиновым антибиотикам, уникальные сайты узнавания рестрикционных эндонуклеаз, расположенные на следующем расстоянии вправо от сайта ВаmНL: ХpаL 325 bp, ECORV 361 bp, NdeL 365 и 1292 bp, HpaL 411 bp, Hind III 545 bp, ECOPL 774 bp, Bg III 1128 bp, PstI-2527 bp. 2. Recombinant plasmid DNA p 3PTEIL3 encoding recombinant human interleukin-3, molecular weight 2.34 MDa, containing the tandem of the P8 promoters of phage fd and Ptac, two lac operators, the Pt7 promoter, translational amplification gene 10 of the phage T7, interleukin-3 gene and phage fd transcription terminator, β-lactamase gene determining penicillin antibiotic resistance, unique restriction endonuclease recognition sites located at the following distance to the right of the BamHL site: XPL 325 bp, ECORV 361 bp, NdeL 365 and 1292 bp, HpaL 411 bp, Hind III 545 bp, ECOPL 774 bp, Bg III 1128 bp, PstI-2527 bp. 3. Штамм бактерий Escherichia coli ВКПМ В-6969 продуцент рекомбинантного интерлейкина-3 человека. 3. The bacterial strain Escherichia coli VKPM B-6969 producer of recombinant human interleukin-3.
RU95109756A 1995-06-13 1995-06-13 Method of preparing the human recombinant interleukin-3, recombinant plasmid dna p3pteil3 encoding the human recombinant interleukin-3, strain of bacterium escherichia coli - a producer of the human recombinant interleukin-3 RU2099421C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95109756A RU2099421C1 (en) 1995-06-13 1995-06-13 Method of preparing the human recombinant interleukin-3, recombinant plasmid dna p3pteil3 encoding the human recombinant interleukin-3, strain of bacterium escherichia coli - a producer of the human recombinant interleukin-3

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95109756A RU2099421C1 (en) 1995-06-13 1995-06-13 Method of preparing the human recombinant interleukin-3, recombinant plasmid dna p3pteil3 encoding the human recombinant interleukin-3, strain of bacterium escherichia coli - a producer of the human recombinant interleukin-3

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95109756A RU95109756A (en) 1997-06-10
RU2099421C1 true RU2099421C1 (en) 1997-12-20

Family

ID=20168824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95109756A RU2099421C1 (en) 1995-06-13 1995-06-13 Method of preparing the human recombinant interleukin-3, recombinant plasmid dna p3pteil3 encoding the human recombinant interleukin-3, strain of bacterium escherichia coli - a producer of the human recombinant interleukin-3

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2099421C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Биоорганическая химия. 1992, т. 19, N 3, с. 391 - 397. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU95109756A (en) 1997-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100312456B1 (en) Gene Derived from Pseudomonas fluorescens Which Promotes the Secretion of Foreign Protein in Microorganism
EA032045B1 (en) VECTOR COMPRISING PROMOTER manP OR manR OF MANNOSE OPERON
CN111117942B (en) Genetic engineering bacterium for producing lincomycin and construction method and application thereof
FI112666B (en) Non-spore-forming Bacillus subtilis, its preparation and use
HU194316B (en) Process for preparing alpha-l human leukocyte interferone
JP2526021B2 (en) Production of Vitamin C precursors using genetically modified organisms
RU2099421C1 (en) Method of preparing the human recombinant interleukin-3, recombinant plasmid dna p3pteil3 encoding the human recombinant interleukin-3, strain of bacterium escherichia coli - a producer of the human recombinant interleukin-3
Lee et al. Mass production of thermostable D‐hydantoinase by batch culture of recombinant Escherichia coli with a constitutive expression system
CN111363710B (en) Method for improving yield of erythromycin through saccharopolyspora erythraea SACE _4839 gene pathway
RU2153535C1 (en) Recombinant plasmid dna psa v27 encoding synthesis of soluble streptavidine from streptomyces avidinii and bacterial strain escherichia coli as producer of soluble streptavidine from streptomyces avidinii
JPH022349A (en) Pyrimidine analogue-tolerated gene dna and use thereof
CN112266923A (en) Bacillus subtilis for expressing adenosylmethionine synthase and application
RU2188234C2 (en) Method of preparing recombinant thymidine phosphorylase, recombinant plasmid dna pertpho1 and strain escherichia coli bl21(de3)/pertpho1 as producer of thymidine phosphorylase
RU2302465C2 (en) METHOD FOR PRODUCTION OF HUMAN GENE ENGINEERED GLUCAGONE, RECOMBINANT PLASMIDE DNA pER-Gl, ENCODING AUTOCATALITICALLY CLEAVABLE HYBRID PROTEIN FORMING HUMAN GLUCAGONE AND STRAIN OF Escherichia coli ER-2566/pER-Gl AS PRODUCER OF SAID PROTEIN
JP3734593B2 (en) Novel expression plasmid vector and method for producing heterologous gene product using Bacillus bacteria containing the expression plasmid vector
RU2177998C2 (en) Method of preparing recombinant uridine phosphorylase, recombinant plasmid dna perurph01 and strain of escherichia coli bl 21(dez)/perurph01 for its realization
SU1703693A1 (en) Dna ppr-il 2-19 recombination plasmid which codes human interleucine-2 synthesis and structure escherichia coli strain, human interleucine-2 producent
RU2179188C2 (en) Method of producing recombinant purine nucleoside phosphory-lase, recombinant plasmid dna perpupho1 and strain escherichia coli bl21(de3)perpuho1 for its realization
JP3696322B2 (en) A novel HS gene, an expression plasmid in which the gene is linked downstream of a structural gene encoding a heterologous gene product, and a method for producing a heterologous gene product using a transformant having the expression plasmid
RU2593172C2 (en) 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
RU1709731C (en) Recombinant plasmid dna p-l-t21 coding polypeptide
RU2774120C1 (en) Escherichia coli bl21(de3)plyss/pet15b-hiscpf1 strain: producer of rna-guided endonuclease crispr/cpf1
US5585260A (en) PSM112 plasmid vector for expression in bacillus subtilis
US4988622A (en) Recombinant plasmid DNA pVN 22 coding biosynthesis of human leukocyte interferon alpha-I1 and strain Pseudomonas sp. 31 (pVN 22) - producer of human leukocyte interferon alpha-I1 containing same
RU2323976C2 (en) METHOD OF OBTAINING OF GENI-ENGENIERING ECDERONIC FACTOR OF PERSON GROWTH, PLASM RECOMBINATION DNA pER-hEGF, CODING HYBRID PROTEIN CAPABLE FOR AUTO-CATALYTIC SPLITTING, CAPABLE FOR AUTO-CATALYTIC SPLITTING WITH GENERATING OF EPIDERMAL FACTOR OF PERSON GROWTH, AND STAMP Escherichia coli ER2566/pER-hEGF-PRODUCER OF MENTIONED PROTEIN