RU2122581C1 - Strain escherichia coli xli - blue/pinsr - a producer of preproinsulin - Google Patents

Strain escherichia coli xli - blue/pinsr - a producer of preproinsulin Download PDF

Info

Publication number
RU2122581C1
RU2122581C1 RU97119178A RU97119178A RU2122581C1 RU 2122581 C1 RU2122581 C1 RU 2122581C1 RU 97119178 A RU97119178 A RU 97119178A RU 97119178 A RU97119178 A RU 97119178A RU 2122581 C1 RU2122581 C1 RU 2122581C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
preproinsulin
strain
pinsr
blue
producer
Prior art date
Application number
RU97119178A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97119178A (en
Inventor
В.Ю. Уваров
В.Н. Нечаев
С.С. Маркин
М.П. Семенов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Фосфосорб"
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 Закрытое акционерное общество "Фосфосорб" filed Critical Закрытое акционерное общество "Фосфосорб"
Priority to RU97119178A priority Critical patent/RU2122581C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2122581C1 publication Critical patent/RU2122581C1/en
Publication of RU97119178A publication Critical patent/RU97119178A/en

Links

Images

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology, medicine, endocrinology. SUBSTANCE: strain-producer of preproinsulin is obtained by transformation of the strain E. coli XLI-Blue using plasmid pInsR and cells carrying this plasmid are removed. Strain produces preproinsulin at high yield and property that ensures to obtain insulin by enzymatic cleavage. Invention can be used for insulin production. EFFECT: strain indicated above, increased yield of product.

Description

Изобретение относится к области микробиологической и фармацевтической промышленности и может быть использовано для создания лекарств. The invention relates to the field of microbiological and pharmaceutical industries and can be used to create drugs.

Создание высокоэффективного штамма-продуцента препроинсулина - одна из важнейших биотехнологических задач, решению которой посвящены многочисленные исследования последних 10-15 лет. Существует два принципиально отличных пути: первый путь - создание систем, секретирующих препроинсулин; второй путь - интрацеллюлярное накопление конечного продукта экспрессии в тельцах включения. У каждого из этих путей есть свои преимущества и недостатки. В первом случае конечный продукт попадает во внеклеточное пространство. Это упрощает процесс выделения и очистки препроинсулина. Однако уровень экспрессии конечного продукта в таких системах невысок. В системах второго типа экспрессия намного выше, однако локализация рекомбинантного белка в тельцах включения требует больших технологических затрат для его выделения. The creation of a highly effective strain producing preproinsulin is one of the most important biotechnological problems, the solution of which has been the subject of numerous studies over the past 10-15 years. There are two fundamentally different paths: the first path is the creation of systems secreting preproinsulin; the second way is intracellular accumulation of the final expression product in inclusion bodies. Each of these paths has its advantages and disadvantages. In the first case, the final product enters the extracellular space. This simplifies the process of isolation and purification of preproinsulin. However, the level of expression of the final product in such systems is low. In systems of the second type, expression is much higher, however, the localization of the recombinant protein in inclusion bodies requires a large technological outlay for its isolation.

Другая проблема связана с выбором технологии получения инсулина. Путь решения этой проблемы во многом определяется аминокислотной последовательностью препроинсулина. Один путь - ничего не изменяя, воспользоваться естественной первичной структурой препроинсулина. Недостатком такого подхода является неизбежность использования токсичного соединения (бромциана) для отщепления лидерной последовательности. Другой путь - создание искусственного линкера между лидерной последовательностью и проинсулином, который можно легко "разрезать" трипсином. Такой подход позволяет отказаться от бромцианового гидролиза и сократить технологическую цепочку получения конечного продукта. Another problem is the choice of technology for insulin production. The way to solve this problem is largely determined by the amino acid sequence of preproinsulin. One way - without changing anything, take advantage of the natural primary structure of preproinsulin. The disadvantage of this approach is the inevitability of using a toxic compound (bromine cyan) to cleave the leader sequence. Another way is to create an artificial linker between the leader sequence and proinsulin, which can be easily "cut" with trypsin. This approach allows you to abandon the bromine cyanide hydrolysis and reduce the production chain of the final product.

Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретению является создание и использование вышеуказанного штамма E.coli, продуцирующего инсулин (Nilsson et al., Integrated production of human insulin and its c-peptide J. Biotechnology 1996, 48, 41-50). Отличительными особенностями являются: 1. Использование штамма E.coli 017; 2. Дополнительного участка, ответственного за связывание IgG, что дало возможность авторам приведенной работы модифицировать процедуру выделения и очистки конечного продукта так, чтобы наряду с инсулином было возможным выделять пептид C, который имеет по их мнению выраженную биологическую активность. The closest in technological essence and the achieved result to the proposed invention is the creation and use of the above insulin producing E. coli strain (Nilsson et al., Integrated production of human insulin and its c-peptide J. Biotechnology 1996, 48, 41-50) . Distinctive features are: 1. Use of E. coli 017 strain; 2. An additional site responsible for IgG binding, which enabled the authors of this work to modify the procedure for isolation and purification of the final product so that, along with insulin, it was possible to isolate peptide C, which in their opinion has pronounced biological activity.

Задачей настоящего изобретения является создание штамма, продуцирующего препроинсулин с высоким выходом и характеристиками, позволяющими получать инсулин по простой и эффективной технологии. The present invention is the creation of a strain producing preproinsulin with high yield and characteristics that allow you to get insulin by simple and effective technology.

Сущность изобретения состоит в создании штамма E.coli XLI-Blue/pInsR - продуцента препроинсулина, характеризующегося наличием рекомбинантной плазмидной ДНК pInsR. The essence of the invention is to create a strain of E. coli XLI-Blue / pInsR, a producer of preproinsulin, characterized by the presence of recombinant plasmid DNA pInsR.

Штамм-продуцент Escherichia coli XLI - Blue/pInsR характеризуется следующими признаками. The producer strain Escherichia coli XLI - Blue / pInsR 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. На агаре "Дифко" клетки образуют круглые гладкие колонии с ровными краями. При росте в жидкой питательной среде образуют интенсивную ровную муть. Cultural signs. Cells grow well on simple nutrient media. On the Difco agar, the cells form round smooth colonies with even edges. When growing in a liquid nutrient medium, they form an intense smooth turbidity.

Физико-химические признаки. Клетки растут в температурном диапазоне от 8oC до 40oC, оптимум pH от 6,8 до 7,0. В качестве источников азота, углерода и других необходимых компонентов используются минеральные соли, казеин, пептон, дрожжевой автолизат и т.д.Physico-chemical signs. Cells grow in the temperature range from 8 o C to 40 o C, the optimum pH is from 6.8 to 7.0. Mineral salts, casein, peptone, yeast autolysate, etc. are used as sources of nitrogen, carbon, and other necessary components.

Устойчивость к антибиотикам. Клетки проявляют устойчивость к тетрациклину и ампициллину. Antibiotic resistance. Cells are resistant to tetracycline and ampicillin.

Штамм-продуцент E.coli XLI-Blue/pInsR отличается от штамма-реципиента E. coli XLI-Blue наличием рекомбинантной плазмидной ДНК pInsR, которая придает дополнительную устойчивость к ампициллину. The E. coli XLI-Blue / pInsR producer strain differs from the E. coli XLI-Blue recipient strain by the presence of recombinant plasmid DNA pInsR, which confers additional resistance to ampicillin.

Клетки E. coli XLI-Blue/pInsR являются продуцентом препроинсулина. При индукции изопропил-бета-D-тиогалактозидом происходит интенсивный синтез данного белка, который накапливается в виде телец включения. Выход препроинсулина составляет более 30% от суммарного белка клеток. E. coli XLI-Blue / pInsR cells are a producer of preproinsulin. During the induction of isopropyl-beta-D-thiogalactoside, an intensive synthesis of this protein occurs, which accumulates in the form of inclusion bodies. The yield of preproinsulin is more than 30% of the total protein of the cells.

Изобретение осуществляют следующим образом. The invention is as follows.

Для получения штамма-продуцента проводят трансформацию штамма E.coli XLI-Blue, используя плазмиду pInsR (приведена в конце описания) (заявка на изобретение N 97114220/13 от 28.08.97). Отобранные клетки, несущие плазмиду InsR, являются продуцентом препроинсулина. To obtain a producer strain, the E. coli XLI-Blue strain is transformed using the plasmid pInsR (shown at the end of the description) (patent application N 97114220/13 of 08/28/97). Selected cells carrying the InsR plasmid are a producer of preproinsulin.

На следующем этапе проводят выращивание биомассы в необходимом количестве. Для контроля за динамикой роста культуры пробы периодически отбирают и контролируют. За несколько часов (в зависимости от объема ферментера) до окончания процесса наработки культуры вносят индуктор. At the next stage, the required amount of biomass is grown. To control the growth dynamics of the culture, samples are periodically taken and controlled. A few hours (depending on the volume of the fermenter) before the end of the process of operating the culture make the inductor.

После завершения процесса ферментации суспензию клеток центрифугируют. Отобранные клетки разрушают. After completion of the fermentation process, the cell suspension is centrifuged. Selected cells destroy.

Далее рекомбинантный белок подвергается реакции сульфитолиза с образованием рекомбинантного белка - S-сульфоната. Данный тип позволяет стабилизировать белок и эффективно проводить его выделение и очистку с помощью анионообменной хроматографии за счет появления 6 отрицательно заряженных групп S-SO3.Next, the recombinant protein undergoes a sulfitolysis reaction to form a recombinant protein - S-sulfonate. This type allows you to stabilize the protein and effectively carry out its isolation and purification using anion exchange chromatography due to the appearance of 6 negatively charged S-SO 3 groups.

Затем рекомбинантный белок-S-сульфонат подвергают обессоливанию на колонке с Сефадексом G-25 и ренатурации в разбавленном растворе с помощью 2-меркаптоэтанола. Then, the recombinant protein S-sulfonate is subjected to desalination on a Sephadex G-25 column and renaturated in a dilute solution with 2-mercaptoethanol.

Очищенный ренатурированный рекомбинантный белок подвергают трипсинолизу. Поскольку основными продуктами трипсинолиза являются ди-Arg-инсулин и Arg-инсулин, дальнейшее превращение их в инсулин проводят с использованием карбоксипептидазы B. Таким образом ренатурированный рекомбинантный белок может непосредственно превращаться в инсулин, минуя стадию получения проинсулина. Именно это позволяет исключить в технологической схеме стадию расщепления рекомбинантного белка бромцианом, которая необходима для получения проинсулина из нативного препроинсулина. Исключение из технологической схемы стадии, связанной с бромцианом, не только уменьшает себестоимость конечного продукта за счет непосредственного сокращения числа стадий, но и значительно снижает вредность данного производства. Кроме того замена химического расщепления рекомбинантного белка на ферментативное является очень выгодной, так как обеспечивает более высокие выход и качество конечного продукта. The purified, renatured recombinant protein is subjected to trypsinolysis. Since the main products of trypsinolysis are di-Arg-insulin and Arg-insulin, their further conversion to insulin is carried out using carboxypeptidase B. Thus, the renatured recombinant protein can be directly converted to insulin, bypassing the stage of obtaining proinsulin. This is what allows us to exclude in the technological scheme the step of splitting the recombinant protein with cyanogen bromide, which is necessary for obtaining proinsulin from native preproinsulin. The exclusion from the technological scheme of the stage associated with bromine cyan not only reduces the cost of the final product by directly reducing the number of stages, but also significantly reduces the harmfulness of this production. In addition, replacing the chemical cleavage of the recombinant protein with an enzymatic one is very beneficial, as it provides a higher yield and quality of the final product.

После ферментативной обработки ренатурированного рекомбинантного белка трипсином и карбоксипептидазой B выделение и очистку инсулина проводят с использованием катионообменной хроматографии. After enzymatic treatment of the renatured recombinant protein with trypsin and carboxypeptidase B, the isolation and purification of insulin is carried out using cation exchange chromatography.

Фракции с высоким содержанием инсулина объединяют и концентрируют на ультрафильтрационной установке. High insulin fractions are combined and concentrated in an ultrafiltration unit.

Заключительную очистку инсулина проводили с помощью гель-фильтрации. Фракции с инсулином лиофилизировали. The final purification of insulin was performed using gel filtration. Fractions with insulin were lyophilized.

Биологическая активность полученного инсулина составила 29 Ед/мг. Молекулярную массу полученного инсулина определяют с помощью масс-спектрометрии. N-концевую последовательность (9 шагов) полученной субстанции определяли с помощью метода Сэнгера. Анализ аминокислотных последовательностей показал наличие только двух полипептидных цепей, принадлежащих инсулину. The biological activity of the resulting insulin was 29 U / mg. The molecular weight of the resulting insulin is determined by mass spectrometry. The N-terminal sequence (9 steps) of the obtained substance was determined using the Sanger method. Analysis of amino acid sequences showed the presence of only two polypeptide chains belonging to insulin.

Claims (1)

Штамм Escherichia coli XLI - Blue / pInsR - продуцент препроинсулина. Strain Escherichia coli XLI - Blue / pInsR - producer of preproinsulin.
RU97119178A 1997-11-27 1997-11-27 Strain escherichia coli xli - blue/pinsr - a producer of preproinsulin RU2122581C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97119178A RU2122581C1 (en) 1997-11-27 1997-11-27 Strain escherichia coli xli - blue/pinsr - a producer of preproinsulin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97119178A RU2122581C1 (en) 1997-11-27 1997-11-27 Strain escherichia coli xli - blue/pinsr - a producer of preproinsulin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2122581C1 true RU2122581C1 (en) 1998-11-27
RU97119178A RU97119178A (en) 1999-02-27

Family

ID=20199146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97119178A RU2122581C1 (en) 1997-11-27 1997-11-27 Strain escherichia coli xli - blue/pinsr - a producer of preproinsulin

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2122581C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.Biotechnology, v.48, p. 41, 1996. Eur. J.Biochem., v. 236, p. 656, 1996. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1905835B1 (en) Signal peptide for the production of recombinant proteins
EP1903115B1 (en) Process for the fermentative production of antibodies
DE102004058306A1 (en) Process for the preparation of carboxy-terminally amidated peptides
CN105431454A (en) Improved process for production of monoclonal antibodies
CN110564708B (en) Recombinant phospholipase D and application thereof in synthesis of phosphatidylserine or other phospholipids
CN103509729A (en) Construction method of engineering bacterium for producing coenzyme Q10, engineering bacterium and application of engineering bacterium
Ray et al. Production of salmon calcitonin by direct expression of a glycine-extended precursor in Escherichia coli
Yim et al. High-level secretory production of human granulocyte-colony stimulating factor by fed-batch culture of recombinant Escherichia coli
CN114746553A (en) Modified cyanobacterium, method for producing modified cyanobacterium, and method for producing protein
EP1897939A2 (en) Microorganism strain for producing recombinant proteins
DE10108100A1 (en) Use of super-secretable peptides in processes for their preparation and parallel improvement of the export of one or more other polypeptides of interest
JPH07170984A (en) New amino acid sequence and production of valuable substance using bacillus brevis integrated with expression vector containing dna coding this amino acid sequence
JPH03503596A (en) A method for preparing a protein or polypeptide, a DNA sequence encoding the polypeptide, a microorganism having the DNA sequence and the polypeptide, and use of the polypeptide as a pharmaceutical preparation
RU2122581C1 (en) Strain escherichia coli xli - blue/pinsr - a producer of preproinsulin
CN1111602C (en) A kind of method of using molecule mate to promote protein secretion
RU2141531C1 (en) Method of recombinant human insulin preparing
CN1060212C (en) Dictyostelium dipeptidylaminopeptidase
RU2447149C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pMSIN4, CODING HYBRIDE POLYPEPTIDE - HUMAN INSULIN PRECURSOR, BL21(DE3)VpMSIN4-PRODUCER STRAIN OF RECOMBINANT HUMAN INSULIN, METHOD FOR PRODUCING RECOMBINANT HUMAN INSULIN
EA022946B1 (en) Process for obtaining aspart insulin using a pichia pastoris yeast strain
CN113201074B (en) PKEK fusion protein and preparation method and application thereof
RU2451750C2 (en) Method of producing recombinant human proinsulin c-peptide
RU2122549C1 (en) Chromatography method of isolation and purification of proteins, peptides and their complexes
CN111499729B (en) Method for regulating and controlling type I collagen fiber fringe period length
CS271191A3 (en) Enzymatic process of pre-proinsulins to insulins conversion
RU2208637C1 (en) Method for preparing gene-engineering human insulin