RU2203950C1 - Strain of yeast pichia pastoris as producer of leukocyte human interferon-16, recombinant plasmid dna phin and method for its construction - Google Patents

Strain of yeast pichia pastoris as producer of leukocyte human interferon-16, recombinant plasmid dna phin and method for its construction Download PDF

Info

Publication number
RU2203950C1
RU2203950C1 RU2002100368/13A RU2002100368A RU2203950C1 RU 2203950 C1 RU2203950 C1 RU 2203950C1 RU 2002100368/13 A RU2002100368/13 A RU 2002100368/13A RU 2002100368 A RU2002100368 A RU 2002100368A RU 2203950 C1 RU2203950 C1 RU 2203950C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
interferon
gene
yeast
phin
alpha
Prior art date
Application number
RU2002100368/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.В. Падкина
Л.В. Парфенова
Е.В. Самбук
М.Н. Смирнов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Биотех"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Биотех" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Биотех"
Priority to RU2002100368/13A priority Critical patent/RU2203950C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2203950C1 publication Critical patent/RU2203950C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: genetic engineering. SUBSTANCE: invention reports the construction of recombinant plasmid DNA pHIN representing Eco RI-Xho I-fragment of bifunctional bacterial-yeast vector pPIC19 ligated with encoding region of human gene alpha-interferon-16 but with deletion in region encoding signaling peptide. As result of transformation of the strain Pichia pastoris PS 99 with plasmid pHIN the recombinant strain Pichia pastoris PS 104 (pHIN) is obtained that provides both effective synthesis of human alpha-interferon- 16 (15 mg per 1 l of culture) and secretion of the end product by cells. Invention can be used in microbiological and medicinal industry. EFFECT: valuable properties of strain, increased yield of interferon. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к биотехнологии, к генной инженерии, микробиологической и медицинской промышленности и представляет собой дрожжевой штамм - продуцент лейкоцитарного интерферона-16 человека, содержащий сконструированную in vitro плазмиду, которая обеспечивает синтез и секрецию лейкоцитарного интерферона-16 человека. The invention relates to biotechnology, genetic engineering, the microbiological and medical industries, and is a yeast strain producing human leukocyte interferon-16, which contains a plasmid constructed in vitro that provides the synthesis and secretion of human leukocyte interferon-16.

Лейкоцитарный интерферон человека, альфа-интерферон-16, относится к обширной группе эволюционно родственных белков, получивших название интерферонов. В настоящее время выделено и охарактеризовано 23 вида альфа-интерферонов человека, различающихся по аминокислотному составу, но обладающих общими функциональными признаками. Образование интерферонов стимулируется воздействием вирусов на различные группы клеток. Интерфероны способны активировать противовирусные защитные механизмы клетки. Клинические испытания показали возможность использования альфа-интерферонов для лечения ряда вирусных заболеваний, таких как гепатит В, С, D, герпетическая инфекция, кератиты, грипп (Guo J. T. et al. J.Virol., 2000, v.75, p.8516-8523; Prescrire Int., 2001, v.10, p.17-21). Помимо этого, в настоящее время альфа-интерфероны совместно с другими препаратами активно используются в лечении различных онкологических заболеваний (рак простаты, почечно-клеточный рак, рак молочной железы, лейкозы, злокачественные заболевания кожи) и аутоиммунных заболеваний человека (Молчанов О.Е. и др. Современные тенденции иммунотерапии злокачественных опухолей, 2001; Ершов Ф.И. Система интерферона в норме и патологии, 1996; Kramer G. et al. J.Interferon Cytokine Res., 2001, v.21, p. 475-484). Видоспецифичность интерферонов не позволяет использовать в клинических испытаниях препараты альфа-интерферонов других млекопитающих. Использование в качестве источника альфа-интерферонов донорской крови или культуры лейкоцитов не дает нужных количеств препарата, а кроме того, несет опасность заражения гепатитом В, С и ВИЧ. Human leukocyte interferon, alpha-interferon-16, belongs to an extensive group of evolutionarily related proteins, called interferons. At present, 23 species of human alpha-interferons that differ in amino acid composition but share common functional characteristics have been isolated and characterized. The formation of interferons is stimulated by the action of viruses on various groups of cells. Interferons are able to activate the antiviral defense mechanisms of the cell. Clinical trials have shown the possibility of using alpha-interferons for the treatment of a number of viral diseases, such as hepatitis B, C, D, herpes infection, keratitis, influenza (Guo JT et al. J. Virol., 2000, v.75, p.8516- 8523; Prescrire Int., 2001, v. 10, p. 17-21). In addition, at present, alpha-interferons together with other drugs are actively used in the treatment of various oncological diseases (prostate cancer, renal cell cancer, breast cancer, leukemia, malignant skin diseases) and human autoimmune diseases (Molchanov O.E. and et al. Current trends in the immunotherapy of malignant tumors, 2001; Ershov F.I. The interferon system is normal and pathological, 1996; Kramer G. et al. J. Interferon Cytokine Res., 2001, v.21, p. 475-484). The species-specificity of interferons does not allow the use of alpha-interferons from other mammals in clinical trials. The use of donor blood or a leukocyte culture as a source of alpha interferons does not produce the required amounts of the drug, and in addition, it carries the risk of infection with hepatitis B, C and HIV.

Перспективным подходом для получения альфа-интерферона-16 человека в значительных количествах является использование микроорганизмов в качестве продуцентов этого препарата. Существует ряд штаммов Escherichia coli, Pseudomorias putida, Sacharomyces cerevisiae, продуцирующих различные типы альфа-интерферонов человека. Наиболее распространенными являются продуценты рекомбинантного альфа-интерферона-2, полученные на основе прокаритических микрооганизмов. Но Escherichiacoli и Pseudomonas putida являются условно патогенными для человека и препараты альфа-интерферона, полученные из бактериальных клеток, могут содержать эндотоксины. Полное освобождение альфа-интерферона от примеси эндотоксинов, являющееся обязательным условием применения его в клинической практике, значительно затрудняет процедуру очистки рекомбинантного белка. В настоящее время отечественный препарат рекомбинантного альфа-интерферона-2b человека, синтезируемого клетками Pseudomonas putida и производимый ЗАО "Вектор-Медика", зарегистрирован и разрешен к применению. Однако длительное применение его может приводить к нежелательным побочным эффектам, обусловленным условной патогенностью штамма-продуцента (Ершов Ф.И. Система интерферона в норме и патологии, 1996). A promising approach for obtaining human alpha-interferon-16 in significant quantities is the use of microorganisms as producers of this drug. There are a number of strains of Escherichia coli, Pseudomorias putida, Sacharomyces cerevisiae producing various types of human alpha interferons. The most common are producers of recombinant alpha-interferon-2, obtained on the basis of prokarytic microorganisms. But Escherichiacoli and Pseudomonas putida are conditionally pathogenic for humans and alpha-interferon preparations obtained from bacterial cells may contain endotoxins. The complete release of alpha-interferon from an impurity of endotoxins, which is a prerequisite for its use in clinical practice, greatly complicates the procedure for purification of recombinant protein. Currently, the domestic preparation of recombinant human alpha-interferon-2b, synthesized by Pseudomonas putida cells and manufactured by Vector-Medica CJSC, is registered and approved for use. However, prolonged use of it can lead to undesirable side effects due to the conditional pathogenicity of the producer strain (Ershov F.I. The interferon system is normal and pathological, 1996).

Все вышеизложенное свидетельствует о перспективности создания штаммов-продуцентов альфа-интерферона-16 человека на основе других микроорганизмов, в частности дрожжей. Применение непатогенных микроорганизмов (дрожжей), не содержащих токсических и пирогенных факторов, в качестве продуцентов белков человека позволяет использовать рекомбинантные белки в клинической практике. Созданные ранее в лаборатории биохимической генетики БиНИИ СПбГУ штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae - продуценты лейкоцитарного интерферона-16 человека отличались низкой продуктивностью. Уровень продукции составлял от 0,1 мг до 1 мг биологически активного альфа-интерферона-16 на литр культуры (Мясников А. Н. и др. SU 1573577, 1988; Мясников А.Н. и др. SU 1584188, 1988). Кроме того, углеводный компонент белков, экскретируемых дрожжами-сахаромицетами, существенно отличается от такового гликопротеинов высших эукариота (Kukuruzinska M. A. et al. Ann.Rev.Biochem., 1987, v.56, p.915-944). Углеводная часть гликопротеинов является сильной антигенной детерминантой, поэтому рекомбинантный альфа-интерферон-16 человека, секретируемый дрожжами Saccharomyces cerevisiae, может применяться только для лабораторных исследований (Ballou C.E. J.Biol.Chem, 1970, v.245, p.1197-1203). All of the above indicates the promise of creating producer strains of human alpha-interferon-16 based on other microorganisms, in particular yeast. The use of non-pathogenic microorganisms (yeast) that do not contain toxic and pyrogenic factors as producers of human proteins allows the use of recombinant proteins in clinical practice. The yeast strains Saccharomyces cerevisiae, producers of human leukocyte interferon-16, which were previously created in the laboratory of biochemical genetics at the Research Institute of St. Petersburg State University, were characterized by low productivity. The production level ranged from 0.1 mg to 1 mg of biologically active alpha-interferon-16 per liter of culture (Myasnikov A.N. et al. SU 1573577, 1988; Myasnikov A.N. et al. SU 1584188, 1988). In addition, the carbohydrate component of proteins excreted by saccharomycete yeast differs significantly from that of higher eukaryotes glycoproteins (Kukuruzinska M. A. et al. Ann. Rev. Biochem., 1987, v. 56, p. 915-944). The carbohydrate portion of glycoproteins is a strong antigenic determinant; therefore, recombinant human alpha interferon-16 secreted by Saccharomyces cerevisiae yeast can only be used for laboratory research (Ballou C.E. J. Biol. Chem, 1970, v.245, p.1197-1203).

Использование для гетерологичной экспрессии метилотрофных дрожжей Pichia pastoris представляет особый интерес. Это, во-первых, дает возможность существенно повысить выход рекомбинантных белков. Во-вторых, гликопротеины, секретируемые дрожжами Pichia pastoris, не содержат маннозных остатков, связанных α1-3 связями и являющихся сильными антигенными детерминантами, что позволяет получать наряду с внутриклеточными аутентичные секреторные формы рекомбинантных белков (Montesino R. et al. Protein Expr. Purif., 1998, v.l4, p.197-207). The use of methylotrophic yeast Pichia pastoris for heterologous expression is of particular interest. This, firstly, makes it possible to significantly increase the yield of recombinant proteins. Secondly, glycoproteins secreted by Pichia pastoris yeast do not contain mannose residues, linked by α1-3 bonds and are strong antigenic determinants, which makes it possible to obtain, along with intracellular, authentic secretory forms of recombinant proteins (Montesino R. et al. Protein Expr. Purif. , 1998, v.l4, p. 197-207).

Получение секреторного продуцента альфа-интерферона-16 человека особенно актуально. Белок является гликопротеином и только в процессе секреции он претерпевает гликозилирование и приобретает правильную конформацию. Накопление рекомбинантного белка в культуральной жидкости значительно упрощает процедуру его очистки. Obtaining a secretory producer of human alpha-interferon-16 is especially important. Protein is a glycoprotein and only in the process of secretion does it undergo glycosylation and acquire the correct conformation. The accumulation of recombinant protein in the culture fluid greatly simplifies the procedure for its purification.

Задачей, на решение которой направлены предлагаемые объекты изобретения, является создание штамма дрожжей Pichia pastoris, синтезирующего альфа-интерферон-16 человека и секретирующего его в культуральную жидкость, создание рекомбинантной плазмидной ДНК pHIN, обеспечивающей синтез и секрецию лейкоцитарного интерферона-16 человека, и разработка способа ее конструирования. The problem to which the proposed objects of the invention are directed is to create a strain of Pichia pastoris yeast that synthesizes human alpha interferon-16 and secrete it into the culture fluid, create recombinant pHIN plasmid DNA that provides the synthesis and secretion of human leukocyte interferon-16, and develop a method its design.

Для решения поставленной задачи разработан способ конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК pHIN, обеспечивающей синтез и секрецию лейкоцитарного интерферона, в результате создан штамм дрожжей Pichia pastoris, синтезирующего альфа-интерферон-16 человека и секретирующего его в культуральную жидкость. To solve this problem, a method was developed for constructing pHIN recombinant plasmid DNA, which ensures the synthesis and secretion of leukocyte interferon, as a result, a yeast strain Pichia pastoris is created that synthesizes human alpha-interferon-16 and secrets it into the culture fluid.

Плазмидная ДНК pHIN, обеспечивающая синтез и секрецию альфа-интерферона-16 человека трансформированными ею клетками дрожжей, имеет общий размер 8,51 т.п.о., (5,6 молекулярная масса Mдa), состоит из следующих элементов:
- EcoRl-Xhol - фрагмент плазмидной ДНК бифункционального бактериально-дрожжевого вектора рРIС9 размером 8,00 т.п.о., включающий бактериальный ген устойчивости к ампициллину, бактериальную область инициации репликации, ген HIS4 дрожжей; фрагмент 5'-некодирующей области дрожжевого гена АОХ1 размером 0, 95 т.п.о., содержащий область, обеспечивающую активацию транскрипции этого гена в присутствии метанола в качестве источника углерода в культуральной среде; препрообласть гена MFα дрожжей Saccharomyces cerevisiae размером 0,27 т.п.о., обеспечивающую секрецию бета-интерферона в культуральную среду; фрагмент гена АОХ1 размером 0,33 т.п.о., содержащий область терминации транскрипции этого гена; фрагмент 3'-нетранслируемой области гена АОХ1 размером 0,76 т.п.о.;
- Xhol-EcoRI - фрагмент размером 0,51 т.п.о., содержащий кодирующую часть гена альфа-интерферона-16 человека за исключением области, кодирующей сигнальный пептид;
- уникальные сайты распознования следующих рестриктаз: BamH1 - 0,94 т.п. о. ; Xho1 - 1,19 т.п.о.; EcoR1 - 1,71 т.п.о.; Sall - 3,70 т.п.о; Sphl - 5,31 т.п.о.
The pHIN plasmid DNA, which provides the synthesis and secretion of human alpha-interferon-16 by the yeast cells transformed by it, has a total size of 8.51 kb, (5.6 molecular weight Mda), consists of the following elements:
- EcoRl-Xhol - a fragment of plasmid DNA of a bifunctional bacterial yeast vector pIC9 of size 8.00 kbp, including the bacterial gene for resistance to ampicillin, the bacterial region of replication initiation, HIS4 gene of yeast; a fragment of the 5'-non-coding region of the yeast gene AOX1 with a size of 0.95 kbp containing a region that activates transcription of this gene in the presence of methanol as a carbon source in the culture medium; a prepreg of the MFα gene of Saccharomyces cerevisiae yeast 0.27 kbp in size, providing for the secretion of interferon beta into the culture medium; a 0.33 kbp AOX1 gene fragment containing a transcription termination region of this gene; a fragment of the 3'-untranslated region of the AOX1 gene of 0.76 kbp .;
- Xhol-EcoRI — 0.51 kbp fragment containing the coding portion of the human alpha interferon-16 gene except for the region encoding the signal peptide;
- Unique recognition sites of the following restriction enzymes: BamH1 - 0.94, etc. about. ; Xho1 - 1.19 kbp .; EcoR1 - 1.71 kb; Sall - 3.70 kb; Sphl - 5.31 kbp

Схема плазмидной ДНК pHIN с рестрикционной картой изображена на фиг.1. The scheme of plasmid DNA pHIN with a restriction map is depicted in figure 1.

Схема конструирования плазмиды pHIN приведена на фиг.2. The construction scheme of the plasmid pHIN is shown in Fig.2.

Плазмиду pJDB(MS105) (Мясников А.Н. и др. SU 1584188, 1988) используют в качестве матрицы для синтеза гена альфа-интерферона-16 человека при помощи ПЦР. В качестве прямого праймера служит олигонуклеотид 5'-ccgctcgagaaaagatgtgatctgcctcag, содержащий сайт для рестриктазы Xhol. В качестве обратного праймера используют олигонуклеотид 5'-ggaattcctcaatccttccttcttaatcct, который содержит сайт для рестриктазы EcoRl. Синтезированный ген альфа-интерферона-16 человека размером 0,51 т.п.о. выделяют при помощи электрофореза в 0,7% агарозном геле, обрабатывают рестриктазами Xhol и EcoRl и лигируют с плазмидой pPIC9 ("Invitrogen"), предварительно обработанной этими же рестриктазами. Plasmid pJDB (MS105) (Myasnikov A.N. et al. SU 1584188, 1988) is used as a template for the synthesis of the human alpha-interferon-16 gene by PCR. A 5'-ccgctcgagaaaagatgtgatctgcctcag oligonucleotide containing the Xhol restriction enzyme site is used as a direct primer. As the reverse primer, a 5'-ggaattcctcaatccttccttcttaatcct oligonucleotide that contains an EcoRl restriction enzyme site is used. The synthesized human alpha-interferon-16 gene 0.51 kbp in size isolated by electrophoresis in a 0.7% agarose gel, digested with restriction enzymes Xhol and EcoRl and ligated with plasmid pPIC9 (Invitrogen) pretreated with the same restriction enzymes.

Полученную лигазную смесь вводят в клетки штамма DH5α Escherichia coli (FVendAl hsdR17 (rk- mk+) supE44 thi-1 recAl gyrA (Nalr) relAl Δ(lacZYA-argF)U169 deoR (φ80dlacΔ(lacZ)M15), с помощью рестрикционного анализа отбирают трансформанты, содержащие плазмиду pHIN. Для доказательства идентичности гена альфа-интерферона-16, синтезированного при помощи ПЦР, нативному гену альфа-интерферона-16 человека проводят определение его нуклеотидной последовательности (Sanger F.S. et al. Proc. Natl. Acad. Sci., 1977, v.74, p. 5463-546).The resulting ligase mixture was introduced into cells of the strain DH5α Escherichia coli (FVendAl hsdR17 (r k - m k + ) supE44 thi-1 recAl gyrA (Nal r ) relAl Δ (lacZYA-argF) U169 deoR (φ80dlacΔ (lacZ) M15), using restriction analysis, transformants containing the pHIN plasmid are selected. To prove the identity of the alpha-interferon-16 gene synthesized by PCR, the native human alpha-interferon-16 gene is determined for its nucleotide sequence (Sanger FS et al. Proc. Natl. Acad. Sci ., 1977, v. 74, p. 5463-546).

Выбор конструкции плазмиды для продукции альфа-интерферона-16 обусловлен следующими причинами. Плазмида pHIN получена на основе челночного бактериально-дрожжевого интегративного вектора pPIC9. В результате трансформации линеаризованной плазмидой и последующей гомологичной рекомбинации происходит встраивание экспрессионной кассеты в хромосому дрожжей Pichia pastoris, что обеспечивает стабильное поддержание клонированного гена альфа-интерферона-16. В состав плазмиды входит ген HIS4 дрожжей, что позволяет селективно отбирать трансформантов при использовании в качестве реципиентов штаммы дрожжей с мутациями в этом гене. The choice of plasmid design for the production of alpha-interferon-16 is due to the following reasons. Plasmid pHIN was obtained on the basis of the shuttle bacterial-yeast integrative vector pPIC9. As a result of the transformation by a linearized plasmid and subsequent homologous recombination, the expression cassette is inserted into the Pichia pastoris yeast chromosome, which ensures stable maintenance of the cloned alpha-interferon-16 gene. The plasmid contains the yeast HIS4 gene, which makes it possible to selectively select transformants when yeast strains with mutations in this gene are used as recipients.

Экспрессия гена альфа-интерферона-16 человека в составе плазмиды pHIN находится под контролем промотора гена АОХ1, содержащим области, обеспечивающие активацию транскрипции в присутствии метанола в культуральной среде, а также область инициации транскрипции. Промотор гена АОХ1 относится к числу наиболее сильных дрожжевых промоторов. Уровень экспрессии генов, находящихся под контролем АОХ1 промотора, эффективно регулируется источниками углерода. Транскрипция гена АОХ1 полностью блокирована при выращивании дрожжей на среде с глюкозой, на среде с глицерином наблюдается только базальный уровень экспрессии гена. Использование метанола в качестве единственного источника углерода значительно усиливает экспрессию гена АОХ1 и, следовательно, генов, находящихся под контролем АОХ1 промотора. Это позволяет регулировать синтез альфа-интерферона-16 в клетках дрожжей. Регулируемая экспрессия клонированного гена позволяет существенно снизить метаболическую нагрузку на клетку дрожжей. Наличие в составе плазмиды препрообласти гена MFα дрожжей Saccharomyces cerevisiae обеспечивает секрецию синтезированного альфа-интерферона-16 человека в культуральную жидкость. The expression of the human alpha-interferon-16 gene in the pHIN plasmid is controlled by the promoter of the AOX1 gene, which contains regions that activate transcription in the presence of methanol in the culture medium, as well as a transcription initiation region. The AOX1 gene promoter is one of the most powerful yeast promoters. The level of expression of genes under the control of the AOX1 promoter is effectively regulated by carbon sources. Transcription of the AOX1 gene is completely blocked when yeast is grown on a medium with glucose; on a medium with glycerin, only a basal level of gene expression is observed. The use of methanol as the sole carbon source significantly enhances the expression of the AOX1 gene and, therefore, genes controlled by the AOX1 promoter. This allows you to regulate the synthesis of alpha-interferon-16 in yeast cells. Regulated expression of the cloned gene can significantly reduce the metabolic load on the yeast cell. The presence of the Saccharomyces cerevisiae yeast MFα gene preproregion in the plasmid provides for the secretion of the synthesized human alpha-interferon-16 into the culture fluid.

В качестве продуцента альфа-интерферона-16 используют штамм PS104(pHIN). Штамм PS104(pHIN) получен при трансформации штамма дрожжей PS99 (his4 рер4:: РН085) плазмидой pHIN. Штамм PS99 несет мутацию в гене HIS4, что позволяет селективно отбирать трансформантов, несущих плазмиду pHIN. Мутация в гене РЕР4 приводит к отсутствию активности протеаз А и В, а также карбоксипептидазы Y в клетках дрожжей, что сопровождается повышением стабильности гетерологичных рекомбинантных белков (Hisch H.H. et al. In: Walton E.F., Yarranton G.T., Eds., Molecular and Cell Biology of Yeast, 1989, p.134-200). As producer of alpha-interferon-16 use strain PS104 (pHIN). Strain PS104 (pHIN) was obtained by transforming the strain of yeast PS99 (his4 pp4 :: PH085) with the plasmid pHIN. Strain PS99 carries a mutation in the HIS4 gene, which makes it possible to selectively select transformants carrying the plasmid pHIN. Mutation in the PEP4 gene leads to a lack of activity of proteases A and B, as well as carboxypeptidase Y in yeast cells, which is accompanied by increased stability of heterologous recombinant proteins (Hisch HH et al. In: Walton EF, Yarranton GT, Eds., Molecular and Cell Biology of Yeast 1989, p.134-200).

Штамм дрожжей Pichia pastoris PS104(pHIN) характеризуется следующими признаками. The strain of the yeast Pichia pastoris PS104 (pHIN) is characterized by the following features.

Морфологические признаки
Клетки округлой, слегка овальной формы, размером 5-10 мкм, часть клеток имеет на поверхности почки или соединена с дочерними клетками.
Morphological features
The cells are round, slightly oval in shape, 5-10 microns in size, some of the cells on the surface of the kidney or connected to daughter cells.

Культуральные признаки
Клетки хорошо растут на полной органической среде YEPD - 2% пептона, 1% дрожжевого экстракта, 2% глюкозы или 1% глицерина.
Cultural signs
Cells grow well on a complete organic medium YEPD - 2% peptone, 1% yeast extract, 2% glucose or 1% glycerol.

Кроме того, клетки хорошо растут на минеральной среде SC: 1,34% Yeast Nitrogen Base ("Difco", США), 2% глюкозы (1% глицерина, 0,5% метанола), а также на других синтетических средах для дрожжей. In addition, cells grow well on SC mineral medium: 1.34% Yeast Nitrogen Base (Difco, USA), 2% glucose (1% glycerol, 0.5% methanol), as well as other synthetic yeast media.

При росте на твердых средах клетки образуют гладкие, круглые колонии с матовой поверхностью, светло-кремового цвета, край неровный. When growing on solid media, cells form smooth, round colonies with a matte surface, light cream in color, the edge is uneven.

При росте в жидких средах образуют интенсивную ровную суспензию. Культура имеет характерный запах метилотрофных дрожжей. When grown in liquid media, they form an intense, even suspension. The culture has a characteristic smell of methylotrophic yeast.

Физиолого-биохимические признаки
Клетки растут в пределах от 4 до 37oС. Оптимальной температурой выращивания является 30oС. При росте в аэробных условиях клетки незначительно защелачивают среду. Оптимум рН для роста составляет 4,5-6,5.
Physiological and biochemical characteristics
Cells grow in the range from 4 to 37 o C. The optimal growth temperature is 30 o C. When growing under aerobic conditions, the cells slightly alkalize the medium. The optimum pH for growth is 4.5-6.5.

В качестве источника углерода клетки могут использовать многие простые соединения, такие как глюкоза, глицерин, метанол. Cells can use many simple compounds as a carbon source, such as glucose, glycerin, methanol.

В качестве источника азота клетки могут использовать минеральные соли в аммонийной форме, аминокислоты, мочевину. As a source of nitrogen, cells can use mineral salts in the ammonium form, amino acids, urea.

Клетки способны к аэробному и анаэробному росту. Cells are capable of aerobic and anaerobic growth.

Существенными признаками штамма является отсутствие потребности в гистидине. The essential features of the strain are the lack of need for histidine.

Способ получения плазмиды pHIN проиллюстрирован следующим примером. A method of obtaining a plasmid pHIN is illustrated by the following example.

ПРИМЕР 1. EXAMPLE 1

Клетки бактерий Escherichia coli, содержащие плазмиду pJDB(MS105), выращивают при 37oС в течение ночи в 1 л питательной среды LB (1% пептона, 0,5% дрожжевого экстракта, 1% хлористого натрия), содержащей ампициллин в концентрации 50 мг/л. Клетки собирают центрифугированием при 5000об/мин в течение 10 мин при 4oС, суспендируют в 20 мл 25 мМ трис-хлоридного буфера (рН 8,0), содержащего 10 мМ ЭДТА и 50 мМ глюкозы, добавляют 30 мг лизоцима и инкубируют 10 мин при комнатной температуре. Далее добавляют 40 мл 0,2 М гидроокиси натрия, содержащей 1% додецилсульфата натрия, осторожно перемешивают и инкубируют в течение 10 мин при 4oС. Раствор нейтрализуют добавлением 30 мл 3 М ацетата натрия (рН 5,0) и выдерживают в течение 10 мин при 4oС. После этого центрифугируют при 14000 об/мин в течение 40 мин при 4oС. К супернатанту добавляют 0,6 объема изопропилового спирта, выдерживают 20 мин при комнатной температуре и центрифугируют при 14000 об/мин в течение 20 мин при 20oС. Полученный осадок промывают 70% этиловым спиртом, высушивают в вакууме и растворяют в 4 мл дистиллированной воды. Далее добавляют 4,2 г хлористого цезия и 0,36 мл раствора бромистого этидия (10 мг/мл). Полученный раствор выдерживают в течение 1 часа при 4oС, затем центрифугируют при 15000 об/мин в течение 15 мин. Супернатант центрифугируют при 70000 об/мин в течение 16 часов в центрифуге TL100 ("Beckman"). После центрифугирования отбирают полосу плазмидной ДНК (нижнюю из двух флюоресцирующих в ультрафиолетовом свете полос), дважды экстрагируют бромистый этидий равным объемом изоамилового спирта, разбавляют в два раза дистиллированной водой и осаждают плазмидную ДНК двумя объемами этилового спирта и 1/15 объема 3 М ацетата натрия (рН 5,0). Осадок собирают центрифугированием при 10000 об/мин в течение 10 мин, промывают 70% этиловым спиртом и растворяют в 0,5-1 мл буфера ТЕ (10 мМ трис-хлоридный буфер, рН 8,0, содержащий 1 мМ ЭДТА). Концентрацию плазмидной ДНК определяют по поглощению раствора при длине волны 260 нм. Чистоту препарата контролируют при помощи электрофореза в 0,7% агарозном геле в буфере ТВЕ (0,1М трис-боратный буфер, рН 8,3, содержащий 1 мМ ЭДТА).Escherichia coli bacteria cells containing the pJDB plasmid (MS105) were grown at 37 ° C. overnight in 1 L of LB growth medium (1% peptone, 0.5% yeast extract, 1% sodium chloride) containing ampicillin at a concentration of 50 mg / l Cells are harvested by centrifugation at 5,000 rpm for 10 min at 4 ° C, suspended in 20 ml of 25 mM Tris-chloride buffer (pH 8.0) containing 10 mM EDTA and 50 mM glucose, 30 mg lysozyme are added and incubated for 10 min at room temperature. Then add 40 ml of 0.2 M sodium hydroxide containing 1% sodium dodecyl sulfate, mix gently and incubate for 10 min at 4 o C. The solution is neutralized by adding 30 ml of 3 M sodium acetate (pH 5.0) and incubated for 10 min at 4 o C. After that, centrifuged at 14000 rpm for 40 min at 4 o C. To the supernatant add 0.6 volumes of isopropyl alcohol, incubated for 20 minutes at room temperature and centrifuged at 14000 rpm for 20 minutes at 20 o C. The resulting precipitate was washed with 70% ethanol, dried in vacuo and a solution of dissolved in 4 ml of distilled water. Next, 4.2 g of cesium chloride and 0.36 ml of ethidium bromide solution (10 mg / ml) are added. The resulting solution was kept for 1 hour at 4 ° C. , then centrifuged at 15,000 rpm for 15 minutes. The supernatant is centrifuged at 70,000 rpm for 16 hours in a TL100 centrifuge ("Beckman"). After centrifugation, a strip of plasmid DNA is selected (the lower of the two bands fluorescent in ultraviolet light), ethidium bromide is extracted twice with an equal volume of isoamyl alcohol, diluted twice with distilled water, and plasmid DNA is precipitated with two volumes of ethyl alcohol and 1/15 volume of 3 M sodium acetate ( pH 5.0). The precipitate was collected by centrifugation at 10,000 rpm for 10 min, washed with 70% ethanol and dissolved in 0.5-1 ml of TE buffer (10 mM Tris-chloride buffer, pH 8.0, containing 1 mM EDTA). The concentration of plasmid DNA is determined by the absorption of the solution at a wavelength of 260 nm. The purity of the drug is controlled by electrophoresis in a 0.7% agarose gel in TBE buffer (0.1 M Tris-borate buffer, pH 8.3, containing 1 mM EDTA).

Полученную плазмиду pJDB(MS105) используют в качестве матрицы для синтеза гена альфа-интерферона-16 человека при помощи ПЦР. The resulting plasmid pJDB (MS105) is used as a template for the synthesis of the human alpha-interferon-16 gene using PCR.

К 0,1 мкг плазмидной ДНК, растворенной в 5 мкл буфера ТЕ, добавляют 1 мкл 0,5 М NaOH и нагревают при 85oС в течение 3 мин. Затем пробу быстро переносят в лед, добавляют 1 мкл 0,5 М НСl и далее используют в ПЦР.To 0.1 μg of plasmid DNA dissolved in 5 μl of TE buffer, 1 μl of 0.5 M NaOH was added and heated at 85 ° C. for 3 minutes. Then the sample is quickly transferred to ice, 1 μl of 0.5 M Hcl is added and then used in PCR.

В качестве прямого праймера служит олигонуклеотид 5'-ccgctcgagaaaagatgtgatctgcctcag, содержащий сайт для рестриктазы Xhol. В качестве обратного праймера используют олигонуклеотид 5'- ggaattcctcaatccttccttcttaatcct, который содержит сайт для рестриктазы EcoRl. A 5'-ccgctcgagaaaagatgtgatctgcctcag oligonucleotide containing the Xhol restriction enzyme site is used as a direct primer. As the reverse primer, a 5'-ggaattcctcaatccttccttcttaatcct oligonucleotide that contains an EcoRl restriction enzyme site is used.

Проба для ПЦР содержит 5 мкл матрицы, 30 рМ каждого праймера (по 2 мкл), 10 мкл 10-кратного раствора дезоксинуклеотидтрифосфатов (дНТФ), содержащего 1,25 мМ каждого дНТФ (дАТФ, дТТФ, дГТФ, дЦТФ), 10 мкл 10-кратного буфера для ПЦР (100 mM КСl, 100 тМ (NH4)24, 200 тМ Трис-HCl, рН 8,8, 20 mM MgSO4, 1% тритон Х-100). В пробу добавляется дистиллированная Н2О до конечного объема 100 мкл.The PCR sample contains 5 μl of the matrix, 30 rM of each primer (2 μl each), 10 μl of a 10-fold solution of deoxynucleotide triphosphates (dNTP) containing 1.25 mM of each dNTP (dATP, dTTP, dGTP, dCTP), 10 μl 10- multiple PCR buffer (100 mM KCl, 100 tM (NH 4 ) 2 SO 4, 200 tM Tris-HCl, pH 8.8, 20 mM MgSO 4 , 1% Triton X-100). Distilled H 2 O is added to the sample to a final volume of 100 μl.

Далее пробу прогревают 5 мин при 95oС, охлаждают, добавляют 2,5 ед. (2,5 мкл) Вент-ДНК-полимеразы ("BioLabs") и проводят 50 циклов ПЦР в следующих условиях: 1 мин при 95oC (плавление цепей ДНК), 1 мин при 46oС (отжиг праймеров), 1 мин при 72oC (полимеразная реакция). После окончания ПЦР пробу инкубируют при 72oC 5 мин.Next, the sample is heated for 5 min at 95 o C, cooled, add 2.5 units (2.5 μl) Vent-DNA polymerase ("BioLabs") and carry out 50 PCR cycles under the following conditions: 1 min at 95 o C (melting of DNA chains), 1 min at 46 o C (annealing of primers), 1 min at 72 o C (polymerase reaction). After PCR, the sample is incubated at 72 ° C. for 5 minutes.

Для доказательства того, что в ходе ПЦР синтезируется ген альфа-интерферона-16 человека, проводят электрофорез в 0,7% агарозном геле в буфере ТВЕ. Реакционную смесь вносят в лунки агарозного геля и проводят разделение фрагментов ДНК в течение 1-2 часов в условиях, описанных выше. По окончании разделения вырезают полоску геля, содержащую фрагмент ДНК размером 0,51 т.п. о. , соответствующий гену альфа-интерферона-16 человека. Выделение ДНК из агарозного геля проводят по методике, разработанной фирмой QIAGEN, используя выпускаемые фирмой специальные наборы. Полоску геля с фрагментом ДНК помещают в пробирку и добавляют раствор QX1 (300 мкл на 100 мг геля). Пробу нагревают до 50oC, добавляют реактив QIAEX (10 мкл на 5 мкг ДНК) и инкубируют при 50oC в течение 10 мин, периодически перемешивая. Далее центрифугируют 30 с при 15000 об/мин, супернатант отбрасывают, осадок дважды экстрагируют растворами QX2 и QX3, удаляют супернатант центрифугированием при 15000 об/мин в течение 30 с. Осадок высушивают на воздухе, растворяют в 20 мкл буфера ТЕ, центрифугируют 30 с при 15000 об/мин супернатант переносят в новую пробирку.To prove that the human alpha-interferon-16 gene is synthesized during PCR, electrophoresis is performed on a 0.7% agarose gel in TBE buffer. The reaction mixture was added to the wells of an agarose gel and DNA fragments were separated for 1-2 hours under the conditions described above. At the end of the separation, a strip of gel containing a 0.51 DNA fragment of DNA is cut out. about. corresponding to the human alpha interferon-16 gene. Isolation of DNA from agarose gel is carried out according to the method developed by QIAGEN, using special kits manufactured by the company. A strip of gel with a DNA fragment is placed in a tube and QX1 solution (300 μl per 100 mg of gel) is added. The sample is heated to 50 ° C., QIAEX reagent (10 μl per 5 μg DNA) is added and incubated at 50 ° C. for 10 minutes, stirring occasionally. Then it is centrifuged for 30 s at 15000 rpm, the supernatant is discarded, the precipitate is extracted twice with QX2 and QX3 solutions, and the supernatant is removed by centrifugation at 15000 rpm for 30 s. The precipitate was dried in air, dissolved in 20 μl of TE buffer, centrifuged for 30 s at 15,000 rpm, the supernatant was transferred to a new tube.

Гидролиз фрагмента ДНК, содержащего синтезированный ген альфа-интерферона-16 человека, рестриктазами Xhol и EcoRI проводят в 10 мМ трис-хлоридном буфере (рН 7,5), содержащем 50 мМ хлористого натрия, 10 мМ хлористого магния и 1 мМ дитиотреитол. К 5 мкг плазмидной ДНК в объеме 20 мкл добавляют по 5 ед. каждой рестриктазы, после чего пробу инкубируют в течение 25 часов при 37oC.Hydrolysis of a DNA fragment containing the synthesized human alpha-interferon-16 gene with Xhol and EcoRI restriction enzymes is carried out in 10 mM Tris-chloride buffer (pH 7.5) containing 50 mM sodium chloride, 10 mM magnesium chloride and 1 mM dithiothreitol. To 5 μg of plasmid DNA in a volume of 20 μl add 5 units. each restrictase, after which the sample is incubated for 25 hours at 37 o C.

Выделение плазмиды рРIС9 проводят в условиях, аналогичных для плазмиды pJDB(MS105). Гидролиз ее рестриктазами Xhol и EcoRI осуществляют в условиях, описанных для расщепления синтезированного при помощи ПЦР гена альфа-интерферона-16 человека. Линеаризованную плазмидную ДНК выделяют по описанной выше методике фирмы QIAGEN, исключая стадию нагревания. Isolation of plasmid pIC9 is carried out under conditions similar to plasmid pJDB (MS105). The hydrolysis of its restriction enzymes Xhol and EcoRI is carried out under the conditions described for the cleavage of the human alpha-interferon-16 gene synthesized by PCR. Linearized plasmid DNA was isolated by the QIAGEN method described above, excluding the heating step.

Для получения плазмиды pHIN проводят лигирование плазмиды рРIС9, гидролизованной рестриктазами Xhol и EcoRI, и XhoI/EcoRI фрагмента гена альфа-интерферона-16 человека, синтезированного при помощи ПЦР. Для этого смешивают 0,5 мкг ДНК вектора и 0,1 мкг ДНК встройки в 10 мкл 70 мМ трис-хлоридного буфера (рН 7,6), содержащего 5 мМ дитиотреитола, 5 мМ хлористого магния, 1 мМ АТФ, добавляют 10 ед. ДНК-лигазы фага Т4 и инкубируют при 14oC в течение ночи.To obtain the pHIN plasmid, ligation of plasmid pIPC9 hydrolyzed with restriction enzymes Xhol and EcoRI and XhoI / EcoRI fragment of the human alpha-interferon-16 gene synthesized by PCR is performed. To do this, mix 0.5 μg of DNA vector and 0.1 μg of DNA insertion in 10 μl of 70 mm Tris-chloride buffer (pH 7.6) containing 5 mm dithiothreitol, 5 mm magnesium chloride, 1 mm ATP, add 10 units Phage T4 DNA ligases and incubated at 14 ° C. overnight.

Полученной лигазной смесью трансформируют клетки штамма DH5 α Escherichia coli (F'/endAl hsdR17 (rk- mk+) supE44 thi-1 recAl gyrA (Nalr) relAl Δ(lacZYA-argF)U169 deoR (φ80dlacΔ(lасZ)М15) Escherichia coli. Для этого клетки Escherichia coli выращивают в 100 мл среды LB при 37oC до достижения культурой густоты клеточной суспензии, соответствующей 0,4-0,6 ед. оптической плотности при длине волны 550 нм. Клеточную суспензию охлаждают в ледяной бане, центрифугируют при 5000 об/мин в течение 10 мин при 4oC. Клетки супендируют в 100 мл 10 мМ хлористого натрия, собирают центрифугированием в тех же условиях. Далее клетки суспендируют в 50 мл 75 мМ хлористого кальция, выдерживают в ледяной бане в течение 40 мин, осаждают центрифугированием в тех же условиях и суспендируют в 1 мл 75 мМ хлористого кальция. К суспензии компетентных клеток добавляют глицерин до конечной концентрации 15%, разделяют на аликвоты и хранят при -70oC. Перед трансформацией суспензию компетентных клеток размораживают в ледяной бане, добавляют лигазную смесь и инкубируют в ледяной бане в течение 40 мин. Далее клетки подвергают действию теплового шока при 42oC в течение 2 мин, после чего инкубируют в 1,5 мл среды LB при 37oC в течение 1 часа. Клетки собирают центрифугированием при 5000 об/мин в течение 10 мин и высевают на чашки Петри со средой LB, содержащей 2% агара и 50 мг/л ампициллина. Чашки инкубируют при 37oC в течение 12-16 часов.Cells of strain DH5 α Escherichia coli (F '/ endAl hsdR17 (r k - m k + ) supE44 thi-1 recAl gyrA (Nal r ) relAl Δ (lacZYA-argF) U169 deoR (φ80dlacΔ (lacZ) M15) are transformed with the obtained ligase mixture Escherichia coli: For this, Escherichia coli cells are grown in 100 ml of LB medium at 37 ° C. until the culture reaches a cell suspension density corresponding to 0.4-0.6 optical density units at a wavelength of 550 nm. The cell suspension is cooled in an ice bath, centrifuged at 5000 rev / min for 10 min at 4 o C. the cells supendiruyut in 100 ml of 10 mM sodium chloride, collected by centrifugation under the same conditions. Next, cells suspendi comfort in 50 ml of 75 mM calcium chloride, kept in an ice bath for 40 minutes, precipitated by centrifugation under the same conditions and suspended in 1 ml of 75 mM calcium chloride. Glycerin is added to a suspension of competent cells to a final concentration of 15%, aliquoted and stored at -70 ° C. Prior to transformation, a suspension of competent cells is thawed in an ice bath, a ligase mixture is added and incubated in an ice bath for 40 minutes. The cells are then subjected to heat shock at 42 ° C. for 2 minutes, after which they are incubated in 1.5 ml of LB medium at 37 ° C. for 1 hour. Cells are harvested by centrifugation at 5000 rpm for 10 min and plated on Petri dishes with LB medium containing 2% agar and 50 mg / L ampicillin. The plates are incubated at 37 ° C. for 12-16 hours.

Из выросших отдельных клонов трансформантов выделяют плазмидную ДНК при помощи методики, использованной для получения плазмиды pJDB(MS105), за исключением того, что клетки Escherichia coli выращивают в 10 мл LB, и соответственно объемы всех растворов уменьшают в 100 раз. Кроме того, вместо стадии центрифугирования в градиенте плотности хлористого цезия проводят обработку ДНК панкреатической РНKазой. Для этого нуклеиновые кислоты, осажденные изопропиловым спиртом, растворяют в 100 мкл буфера ТЕ, добавляют 10 мкл раствора РНКазы (1 мг/мл) и инкубируют 30 мин при 37oC.Plasmid DNA was isolated from the grown individual clones of transformants using the technique used to obtain plasmid pJDB (MS105), except that Escherichia coli cells were grown in 10 ml of LB, and accordingly, the volume of all solutions was reduced by a factor of 100. In addition, instead of the centrifugation step in the density gradient of cesium chloride, DNA is treated with pancreatic RNKase. For this, nucleic acids precipitated with isopropyl alcohol are dissolved in 100 μl of TE buffer, 10 μl of RNase solution (1 mg / ml) is added and incubated for 30 min at 37 ° C.

Далее проводят гидролиз полученной плазмидной ДНК рестриктазами EcoRI и Xhol. При рестрикции искомой плазмиды pHIN и последующем электрофорезе в 0,7% агарозном геле обнаруживаются фрагменты 0,51 и 8,00 т.п.о. Из выявленного таким образом клона препаративно выделяют плазмиду pHIN так же, как описано для плазмиды pJDB(MS105), и гидролизуют рестриктазой BglII в 50 мМ трис-хлоридном буфере (рН 7,5), содержащем 100 мМ хлористого натрия, 10 мМ хлористого магния. BglII-фрагмент плазмиды рР1С9, размером 5,63 т.п.о., выделяют по описанной выше методике фирмы QIAGEN, исключая стадию нагревания, и используют его для трансформации клеток дрожжей, как описано в примере 2. Next, hydrolysis of the obtained plasmid DNA with restriction enzymes EcoRI and Xhol is carried out. With restriction of the desired plasmid pHIN and subsequent electrophoresis in 0.7% agarose gel, fragments of 0.51 and 8.00 kb are detected. From the clone thus identified, the pHIN plasmid is preparatively isolated as described for plasmid pJDB (MS105) and digested with BglII restriction enzyme in 50 mM Tris-chloride buffer (pH 7.5) containing 100 mM sodium chloride, 10 mM magnesium chloride. The BglII fragment of plasmid pP1C9, size 5.63 kbp, was isolated according to the QIAGEN method described above, excluding the heating step, and used to transform yeast cells, as described in Example 2.

ПРИМЕР 2. EXAMPLE 2

Для получения штамма дрожжей Pichia pastoris - продуцента альфа-интерферона-16 человека, клетки дрожжей штамма PS99 трансформируют плазмидой pHIN. To obtain the yeast strain Pichia pastoris, a producer of human alpha-interferon-16, yeast cells of strain PS99 are transformed with the plasmid pHIN.

Клетки дрожжей выращивают в 100 мл среды YEPD при 30oC до достижения культурой оптической плотности, соответствующей 2-4 ед поглощения при длине волны 600 нм. Клетки дважды промывают стерильной водой, после чего суспендируют в 0,3 мл 100 мМ раствора ацетата лития и инкубируют при 30oC в течение 30 мин. К 50 мкл полученной суспензии клеток добавляют 0,1-1 мкг плазмидной ДНК, 50 мкг ДНК спермы лосося, предварительно денатурированной нагреванием (10 мин при 100oС) и 0,3 мл раствора 100 мМ ацетата лития, содержащего 40% полиэтиленгликоля 4000. Далее пробу инкубируют 30 мин при 30oC и 20 мин при 42oC, помещают на 15 с в ледяную баню и центрифугируют 10 с при 10000 об/мин. Клетки суспендируют в 1 мл стерильной воды и высевают на твердую среду SC. Клоны трансформантов вырастают через 2-3 суток. Выросшие клоны пересевают на чашки со средой SC, содержащей 2% глюкозу, отдельными колониями, затем перепечатывают на среду ММ (1,34% Yeast Nitrogen Base ("Difco", США), 0,5% метанола, 2% агара ("Difco", США) для отбора трансформантов, не растущих на среде с метанолом, что свидетельствует об интеграции чужеродного гена в локус AOXI (фенотип Met-).Yeast cells are grown in 100 ml of YEPD medium at 30 ° C. until the culture reaches an optical density corresponding to 2-4 absorption units at a wavelength of 600 nm. Cells are washed twice with sterile water, after which they are suspended in 0.3 ml of a 100 mM lithium acetate solution and incubated at 30 ° C. for 30 minutes. To 50 μl of the obtained cell suspension, 0.1-1 μg of plasmid DNA, 50 μg of salmon sperm DNA pre-denatured by heating (10 min at 100 ° C) and 0.3 ml of a solution of 100 mM lithium acetate containing 40% polyethylene glycol 4000 are added. The sample is then incubated for 30 minutes at 30 ° C and 20 minutes at 42 ° C, placed for 15 seconds in an ice bath and centrifuged for 10 seconds at 10,000 rpm. Cells are suspended in 1 ml of sterile water and plated on SC solid medium. Clones of transformants grow in 2-3 days. The grown clones are subcultured onto plates with SC medium containing 2% glucose in separate colonies, then reprinted onto MM medium (1.34% Yeast Nitrogen Base (Difco, USA), 0.5% methanol, 2% agar (Difco ", USA) for the selection of transformants that do not grow on a medium with methanol, which indicates the integration of a foreign gene into the AOXI locus (Met- phenotype).

Для анализа продукции альфа-интерферона-16 клетками трансформантов фенотипа Met - их выращивают при 30oC в 100 мл жидкой среды BMGY (2% пептона, 1% дрожжевого экстракта, 1% глицерина, 10 мл 1М калий-фосфатного буфера, рН 6,0, 1,34% Yeast Nitrogen Base ("Difco", США) до стационарной фазы роста в течение 2 суток. Клетки собирают центрифугированием при 5000 об/мин в течение 10 мин, супернатант сливают и переносят всю биомассу в 20 мл жидкой среды BMMY (2% пептона, 1% дрожжевого экстракта, 0,5%метанола, 10 мл 1М калий-фосфатного буфера, рН 6,0, 1,34% Yeast Nitrogen Base ("Difco", США) для индукции экспрессии альфа-интерферона-16. Индукцию проводят при 30oC в течение 4 суток. По окончании индукции культуральную среду отделяют от клеточной биомассы центрифугированием при 5000 об/мин в течение 10 мин. В культуральной среде определяют содержание альфа-интерферона-16 при помощи электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия и последующей гибридизации со специфическими антителами к альфа-интерферону-человека. Разделение белков проводят в 15% полиакриламидном геле в стандартной системе буферов (электродный буфер: 25 мМ трис, 192 мМ глицин, 0,1% додецилсульфат натрия, рН 8,3; буфер для геля: 375 мМ трис-хлоридный буфер, рН 8,8). Параллельно проводят разделение белков контрольного штамма, выращенного в идентичных условиях. В качестве стандартов молекулярной массы используют карбоангидразу, ингибитор трипсина, миоглобин, лизоцим. По окончании электрофореза белки ренатурируют, выдерживая гели 15 мин в 10 мМ трис-хлоридном буфере (рН 7,5), содержащем 4М мочевину, 20 мМ ЭДТА, и переносят на нитроцеллюлозную мембрану в 25 мМ трис-192 мМ глициновом буфере (рН 8,3), содержащем 20% метилового спирта, при 30-40 В, в течение 1,5 часов. Далее мембрану выдерживают в буфере TBST (10 мМ трис-хлоридный буфер (рН 8,0), 150 мМ хлористого натрия, 0,05% твин-20, 1% бычьего сывороточного альбумина) в течение 2 часов при 37oC. Затем помещают мембрану в тот же буфер, содержащий разведенные в 1000 раз мышиные поликлональные антитела к альфа-интерферону человека ("Протеиновый контур"), и инкубируют 2 часа при 37oC. Далее трижды промывают мембрану буфером TBST и инкубируют 1 час при 37oC с разбавленным в 7000 раз конъюгатом видоспецифических антител к иммуноглобулинам мыши пероксидазы хрена ("Протеиновый контур"). После отмывки мембраны буфером PBST (58 мМ двузамещенного фосфата натрия, 17 мМ однозамещенного фосфата натрия, 68 мМ хлористого натрия, 0,1% твин-20) добавляют раствор субстратов для пероксидазы: 0,02% DAB(3,'3-диаминобензидин тетрагидрохлорид), 0,006% перекись водорода в 10 мМ трис-хлоридном буфере, рН 7,5. Параллельно окрашивают гели 0,15% раствором кумасси G250 в 25% изопропаноле и 10% уксусной кислоте и отмывают в 10% уксусной кислоте. При сравнении спектра белков двух штаммов у штамма PS104(pHIN) обнаруживают появление двух дополнительных белковых полос, дающих четкую положительную реакцию с антителами к альфа-интерферону человека: основной - с молекулярной массой 20 КДа, что соответствует молекулярной массе гликозилированного альфа-интерферона-16, и минорной - 22 КДа. Оба белка являются гликопротеинами, о чем свидетельствует прокрашивание реактивом Шиффа. Появление минорной фракции альфа-интерферона-16 с молекулярной массой 22 КДа можно объяснить различной степенью гликозилирования белковой молекулы. Уровень синтеза альфа-интерферона-16 определяют, сравнивая интенсивность окрашивания полосы рекомбинантного белка с полосой стандартного альфа-интерферона.To analyze the production of alpha-interferon-16 cells of transformants of the Met phenotype, they are grown at 30 ° C in 100 ml of BMGY liquid medium (2% peptone, 1% yeast extract, 1% glycerol, 10 ml 1M potassium phosphate buffer, pH 6, 0, 1.34% Yeast Nitrogen Base (Difco, USA) to the stationary growth phase for 2 days. Cells are collected by centrifugation at 5000 rpm for 10 min, the supernatant is drained and the whole biomass is transferred into 20 ml of BMMY liquid medium (2% peptone, 1% yeast extract, 0.5% methanol, 10 ml of 1M potassium phosphate buffer, pH 6.0, 1.34% Yeast Nitrogen Base (Difco, USA) to induce al expression alpha-interferon-16. Induction is carried out at 30 o C for 4 days. At the end of induction, the culture medium is separated from the cell biomass by centrifugation at 5000 rpm for 10 minutes in the culture medium determine the content of alpha-interferon-16 by electrophoresis in a polyacrylamide gel in the presence of sodium dodecyl sulfate and subsequent hybridization with specific antibodies to human alpha interferon. Protein separation is carried out in a 15% polyacrylamide gel in a standard buffer system (electrode buffer: 25 mm Tris, 192 mm glycine, 0.1% sodium dodecyl sulfate, pH 8.3; gel buffer: 375 mm Tris-chloride buffer, pH 8, 8). In parallel, the separation of the proteins of the control strain grown under identical conditions is carried out. Carbonic anhydrase, trypsin inhibitor, myoglobin, lysozyme are used as molecular weight standards. At the end of electrophoresis, the proteins are renatured, keeping the gels for 15 min in 10 mM Tris-chloride buffer (pH 7.5) containing 4 M urea, 20 mM EDTA, and transferred onto a nitrocellulose membrane in 25 mM Tris-192 mM glycine buffer (pH 8, 3) containing 20% methyl alcohol, at 30-40 V, for 1.5 hours. Next, the membrane was kept in TBST buffer (10 mM Tris-chloride buffer (pH 8.0), 150 mM sodium chloride, 0.05% tween-20, 1% bovine serum albumin) for 2 hours at 37 ° C. Then placed the membrane into the same buffer containing 1000-fold diluted mouse polyclonal antibodies to human alpha-interferon (Protein circuit), and incubated for 2 hours at 37 o C. Next, wash the membrane three times with TBST buffer and incubate for 1 hour at 37 o C diluted 7000 times conjugate of species-specific antibodies to mouse immunoglobulins of horseradish peroxidase ("Protein circuit "). After washing the membrane with PBST buffer (58 mM disubstituted sodium phosphate, 17 mM monosubstituted sodium phosphate, 68 mM sodium chloride, 0.1% tween-20), a solution of peroxidase substrates was added: 0.02% DAB (3, 3-diaminobenzidine tetrahydrochloride ), 0.006% hydrogen peroxide in 10 mM Tris-chloride buffer, pH 7.5. In parallel, the gels are stained with 0.15% Coomassie G250 solution in 25% isopropanol and 10% acetic acid and washed in 10% acetic acid. When comparing the spectrum of proteins of the two strains, strain PS104 (pHIN) shows the appearance of two additional protein bands that give a clear positive reaction with antibodies to human alpha interferon: the main one with a molecular weight of 20 KDa, which corresponds to the molecular weight of glycosylated alpha interferon-16, and minor - 22 KDa. Both proteins are glycoproteins, as indicated by staining with Schiff's reagent. The appearance of a minor fraction of alpha-interferon-16 with a molecular weight of 22 KDa can be explained by different degrees of glycosylation of the protein molecule. The level of synthesis of alpha-interferon-16 is determined by comparing the color intensity of the band of the recombinant protein with the band of standard alpha-interferon.

Согласно полученным данным, клетки дрожжей штамма PS104(pHIN) синтезируют и секретируют около 15 мг альфа-интерферона-16 на литр культуры дрожжей. According to the data obtained, yeast cells of strain PS104 (pHIN) synthesize and secrete about 15 mg of alpha-interferon-16 per liter of yeast culture.

Суммируя вышесказанное можно заключить, что полученный штамм дрожжей Pichia pastoris PS104(pHIN) синтезирует и секретирует альфа-интерферон-16 человека в количестве, достаточном для его очистки в лабораторном масштабе. В результате такой очистки могут быть получены препараты альфа-интерферона-16, пригодные для исследования его биологических свойств и терапевтической ценности. Преимуществом данного продуцента по сравнению с прототипами ВКМП Y-789 и ВКМП Y-790 является более высокий уровень продукции альфа-интерферона-16 и большая стабильность рекомбинантного белка. Так же, как штамм ВКМП Y-790, полученный штамм дрожжей Pichia pastoris PS104(pHIN) обеспечивает секрецию альфа-интерферона-16, что значительно упрощает процедуру очистки рекомбинантного белка. Рекомбинантный альфа-интерферон-16, синтезируемый и секретируемый штаммом PS104(pHIN), является гликопротеином, как и альфа-интерферон-16 человека, и в то же время не содержит дополнительных маннозных остатков, характерных для белков, секретируемых дрожжами-сахаромицетами. Summarizing the above, it can be concluded that the obtained strain of Pichia pastoris PS104 yeast (pHIN) synthesizes and secrets human alpha-interferon-16 in an amount sufficient to purify it on a laboratory scale. As a result of this purification, preparations of alpha-interferon-16 can be obtained, suitable for studying its biological properties and therapeutic value. The advantage of this producer in comparison with the prototypes VKMP Y-789 and VKMP Y-790 is a higher level of production of alpha-interferon-16 and greater stability of the recombinant protein. Just like the VKMP Y-790 strain, the obtained Pichia pastoris PS104 yeast strain (pHIN) provides for the secretion of alpha-interferon-16, which greatly simplifies the procedure for purification of the recombinant protein. Recombinant alpha-interferon-16 synthesized and secreted by strain PS104 (pHIN) is a glycoprotein, like human alpha-interferon-16, and at the same time does not contain additional mannose residues characteristic of proteins secreted by saccharomycetes.

Штамм дрожжей Pichia pastoris PS104(pHIN) - секреторный продуцент альфа-интерферона-16 интерферона человека депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов под номером BKПM-Y2949. The yeast strain Pichia pastoris PS104 (pHIN), a secretory producer of human interferon alpha-16, has been deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms under the number BKPM-Y2949.

Claims (3)

1. Штамм дрожжей Рichia pastoris PS 104(pHIN), депонированный во Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов под номером ВКПМ -Y2949, - продуцент альфа-интерферона-16 человека. 1. The strain of yeast Рichia pastoris PS 104 (pHIN), deposited in the All-Union collection of industrial microorganisms under the number VKPM -Y2949, is a producer of human alpha-interferon-16. 2. Рекомбинантная плазмидная ДНК рHIN, обеспечивающая биосинтез и секрецию альфа-интерферона-16 человека, имеющая размер 8,51 т. п. о. (молекулярная масса 5,6 МДа), состоящая из следующих элементов: фрагмента ДНК бифункционального бактериально-дрожжевого вектора рРIC9 размером 8,00 т. п. о. , ограниченного сайтами рестрикции ЕсоRI-XhoI и включающего бактериальный ген устойчивости к ампициллину, бактериальную область инициации репликации, ген НIS4 дрожжей, фрагмент размером 0,95 т. п. о. , содержащий промотор дрожжевого гена АОХ1, фрагмент размером 0,27 т. п. о. , содержащий препрообласть гена МFα дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обеспечивающий секрецию альфа-интерферона-16 в культуральную среду, фрагмент размером 0,33 т. п. о. , содержащий область терминации транскрипции гена AОХ1, фрагмент 3'-нетранслируемой области гена АОХ1 размером 0,76 т. п. о. ; ХhoI-EcoRI-фрагмента размером 0,51 т. п. о. , содержащего кодирующую часть гена альфа-интерферона-16 человека за исключением области, кодирующей сигнальный пептид, и содержащая уникальные сайты распознавания следующих рестриктаз: ВаmHI - 0,94 т. п. о. , ХhoI-1,19 т. п. о. , ЕсоRI-1,71 т. п. о. , SalI - 3,70 т. п. о. , SphI-5,31 т. п. о. 2. Recombinant plasmid DNA rHIN, providing biosynthesis and secretion of human alpha-interferon-16, having a size of 8.51, so on. (molecular weight 5.6 MDa), consisting of the following elements: DNA fragment of a bifunctional bacterial-yeast vector pRIC9 measuring 8.00 bp bounded by restriction sites EcoRI-XhoI and including the bacterial gene for resistance to ampicillin, the bacterial region of initiation of replication, the HIS4 gene of yeast, a fragment of 0.95 bp containing the promoter of the yeast gene AOX1, a fragment of 0.27 bp containing the preproregion of the MFα gene of the yeast Saccharomyces cerevisiae, providing secretion of alpha-interferon-16 into the culture medium, a fragment measuring 0.33 tp containing the region of the transcription termination of the AOX1 gene, a fragment of the 3'-untranslated region of the AOX1 gene of 0.76 bp ; XhoI-EcoRI-fragment size of 0.51 T. p. containing the coding portion of the human alpha-interferon-16 gene, except for the region encoding the signal peptide, and containing unique recognition sites for the following restrictase enzymes: BamHI - 0.94 bp , ХhoI-1.19 t.p. , EcoRI-1.71 t.p. , SalI - 3.70 t.p. , SphI-5.31, bp 3. Способ конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК рHIN, обеспечивающей синтез альфа-интерферона-16 в клетках дрожжей Pichia pastoris и его секрецию в культуральную жидкость, заключающийся в том, что ген альфа-интерферона-16 человека за исключением области, кодирующей сигнальный пептид, получают при помощи ПЦP с использованием матрицы плазмиды рJDB(MS105), прямого праймера 5'-ccgctcgagaaaagatgtgatctgcctcag, содержащего сайт для рестриктазы XhоI, и обратного праймера 5'-ggaattcctcaatccttccttcttaatcct, содержащего сайт для рестриктазы EcoRI, полученный ген альфа-интерферона-16 обрабатывают рестриктазами ХhoI, и EcoRI и лигируют с плазмидой рРIC9, предварительно обработанной этими же рестриктазами, затем лигазной смесью трансформируют клетки Escherichia coli и отбирают клоны, содержащие рекомбинатную плазмидную ДНК рHIN. 3. A method of constructing a recombinant plasmid DNA pHIN, providing synthesis of alpha-interferon-16 in Pichia pastoris yeast cells and its secretion into the culture fluid, which consists in the fact that the human alpha-interferon-16 gene, with the exception of the region encoding the signal peptide, is obtained by using PCR using the pJDB plasmid template (MS105), the direct primer 5'-ccgctcgagaaaagatgtgatctgcctcag containing the restriction enzyme site XhoI, and the reverse primer 5'-ggaattcctcaatccttctctctcttaatcct containing the 16 restriction enzyme enzyme vayut digested with XhoI and EcoRI and ligated with plasmid rRIC9 pretreated with the same restriction enzymes, and then ligation mixture transformed Escherichia coli cells and clones containing the recombinant plasmid DNA rHIN.
RU2002100368/13A 2002-01-15 2002-01-15 Strain of yeast pichia pastoris as producer of leukocyte human interferon-16, recombinant plasmid dna phin and method for its construction RU2203950C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002100368/13A RU2203950C1 (en) 2002-01-15 2002-01-15 Strain of yeast pichia pastoris as producer of leukocyte human interferon-16, recombinant plasmid dna phin and method for its construction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002100368/13A RU2203950C1 (en) 2002-01-15 2002-01-15 Strain of yeast pichia pastoris as producer of leukocyte human interferon-16, recombinant plasmid dna phin and method for its construction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2203950C1 true RU2203950C1 (en) 2003-05-10

Family

ID=20255063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002100368/13A RU2203950C1 (en) 2002-01-15 2002-01-15 Strain of yeast pichia pastoris as producer of leukocyte human interferon-16, recombinant plasmid dna phin and method for its construction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2203950C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562172C2 (en) * 2008-07-30 2015-09-10 73100-Сетента Э Трэс Мил Э Сен, Лда METHOD FOR COMBINED PRODUCTION OF CHITIN-GLUCAN COMPLEX AND POLYMERS CONTAINING GLUCOSE, MANNOSE AND/OR GALACTOSE BY FERMENTING Pichia pastoris YEAST

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562172C2 (en) * 2008-07-30 2015-09-10 73100-Сетента Э Трэс Мил Э Сен, Лда METHOD FOR COMBINED PRODUCTION OF CHITIN-GLUCAN COMPLEX AND POLYMERS CONTAINING GLUCOSE, MANNOSE AND/OR GALACTOSE BY FERMENTING Pichia pastoris YEAST

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105358694B (en) Yeast promoter from pichia pastoris yeast
ES2401856T3 (en) A method to produce a biologically active polypeptide that has insulinotropic activity
JP2018522565A (en) Promoter variant
JPS63299A (en) Development of human g-csf protein
FR2514783A1 (en) HUMAN IMMUNE INTERFERON
KR20210032972A (en) Means and methods for increasing protein expression using transcription factors
US20080286833A1 (en) Expression vector, a transformant carrying the same and a method for producing heterologous protein
EP1313848B1 (en) Yeast transformant producing recombinant human parathyroid hormone and method for producing the hormone
CN111118018B (en) Cat serum albumin recombinant protein and expression method thereof in pichia pastoris
RU2203950C1 (en) Strain of yeast pichia pastoris as producer of leukocyte human interferon-16, recombinant plasmid dna phin and method for its construction
Padkina et al. Heterologous interferons synthesis in yeast Pichia pastoris
RU2315105C1 (en) STRAIN YEAST PICHIA PASTORIS PS107(pPIC9HAbIL-2) AS PRODUCER OF HYBRID PROTEIN CONSISTING OF HUMAN PLASMA BLOOD ALBUMIN AND HUMAN INTERLEUKIN-2, RECOMBINANT PLASMID pPIC9HAbIL-2 AND METHOD FOR ITS CONSTRUCTING
CN116970067A (en) Strategy for improving recombinant expression level of human serum albumin
RU2315806C1 (en) YEAST STRAIN Pichia pastoris PS106(pHIG) AS PRODUCER OF HUMAN IMMUNE INTERFERON, RECOMBINANT PLASMID pHIG AND METHOD FOR ITS DESIGN
RU2180687C1 (en) Yeast strain pichia pastoris as producer of human fibroblast interferon, recombinant plasmid dna phis and method of its construction
CN101525600B (en) Method for improving output of recombinant human Cu, Zn-SOD activated protein
RU2230781C1 (en) Yeast strain saccharomyces cerevisiae 1-60-d578 (msil) as producer of recombinant human interleukin-2 and method for its preparing
CN102485890A (en) Expression of recombined human protein disulphide isomerase (hPDI491) with Pichia pastoris in secretion manner
RU2306333C2 (en) YEAST Pichia pastoris X-33/2albumin STRAIN FOR SECRETION OF HUMAN ALBUMIN
RU2231545C1 (en) Strain of yeast pichia pastoris ps105(pbig) as producer of bovine intracellular immune interferon, recombinant plasmid dna pbig providing biosynthesis of bovine intracellular immune interferon and method for constructing recombinant plasmid dna pbig
RU2337966C2 (en) Preparation of recombinant human serum albumin and method of its production
RU2465315C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pPBS-St9 CODING SOMATOTROPIN POLYPEPTIDE, AND SACCHAROMYCES CEREVISIAE YEAST STRAIN FOR PRODUCING RECOMBINANT SOMATOTROPIN
EA014422B1 (en) PICHIA PASTORIS YEAST STRAIN PS107(pPIC9HAbIL-2), WHICH PRODUCES A HYBRID PROTEIN CONSISTING OF HUMAN BLOOD PLASMA ALBUMIN AND HUMAN INTERLEUKIN-2, RECOMBINANT PLASMID pPIC9HAbIL-2 AND A METHOD OF CONSTRUCTION THEREOF
RU2658758C1 (en) Recombinant plasmid for expression in pichia pastoris yeast gene of chimeric protein of human angiogenin and strain of pichia pastoris yeast - producer of recombinant chimeric protein of human angiogenin
CN114561395B (en) Fusion tag-free rhIL-11 and soluble expression and efficient purification method of mutant thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120904

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180116