RU2248983C1 - Peptide vector, method for its preparing, nucleotide sequence, recombinant plasmid dna and strain escherichia coli b-8389 vkpm for its preparing, method for genetic modification of mammalian and human cells - Google Patents

Peptide vector, method for its preparing, nucleotide sequence, recombinant plasmid dna and strain escherichia coli b-8389 vkpm for its preparing, method for genetic modification of mammalian and human cells Download PDF

Info

Publication number
RU2248983C1
RU2248983C1 RU2003125289/13A RU2003125289A RU2248983C1 RU 2248983 C1 RU2248983 C1 RU 2248983C1 RU 2003125289/13 A RU2003125289/13 A RU 2003125289/13A RU 2003125289 A RU2003125289 A RU 2003125289A RU 2248983 C1 RU2248983 C1 RU 2248983C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vector
peptide
peptide vector
pge
cell
Prior art date
Application number
RU2003125289/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003125289A (en
Inventor
Г.Е. Позмогова (RU)
Г.Е. Позмогова
А.Н. Чувилин (RU)
А.Н. Чувилин
Г.А. Посыпанова (RU)
Г.А. Посыпанова
А.А. Шульга (RU)
А.А. Шульга
М.А. Эльдаров (RU)
М.А. Эльдаров
Я.С. Ермолюк (RU)
Я.С. Ермолюк
Е.С. Северин (RU)
Е.С. Северин
М.П. Кирпичников (RU)
М.П. Кирпичников
бин К.Г. Скр (RU)
К.Г. Скрябин
Original Assignee
Позмогова Галина Евгеньевна
Чувилин Андрей Николаевич
Посыпанова Галина Ароновна
Шульга Алексей Анатольевич
Эльдаров Михаил Анатольевич
Ермолюк Ярослав Станиславович
Северин Евгений Сергеевич
Кирпичников Михаил Петрович
Скрябин Константин Георгиевич
Центр "Биоинженерия" 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 Позмогова Галина Евгеньевна, Чувилин Андрей Николаевич, Посыпанова Галина Ароновна, Шульга Алексей Анатольевич, Эльдаров Михаил Анатольевич, Ермолюк Ярослав Станиславович, Северин Евгений Сергеевич, Кирпичников Михаил Петрович, Скрябин Константин Георгиевич, Центр "Биоинженерия" Ран filed Critical Позмогова Галина Евгеньевна
Priority to RU2003125289/13A priority Critical patent/RU2248983C1/en
Publication of RU2003125289A publication Critical patent/RU2003125289A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2248983C1 publication Critical patent/RU2248983C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: genetic and tissue engineering, biotechnology, medicine, agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to the development of simple with constructive relation peptide vector (PGE-κ) consisting of polypeptide sequence of epidermal growth factor (EGF) and modified sequence of signal peptide T-antigen SV-40. New vector PGE-κ is able to provide the selective delivery of genetic material in target-cell cytoplasm carrying external receptors to EGF and the following its transport across nuclear membrane. Also, invention proposes a method for preparing peptide vector PGE-κ involving its expression as a fused protein "mutant thioredoxine-linker-vector" and cleavage of product expressed in E. coli in the linker region with specific protease. Invention provides preparing the recombinant strain E. coli B-8389 VKPM as a producer of the fused protein comprising PGE-κ. Proposed vector shows simple structure, absence of toxicity and immunogenicity and these properties provide its usefulness for the directed genetic modification of epithelial, embryonic and tumor cells in vivo.
EFFECT: improved preparing method, valuable medicinal properties of vector, improved genetic modification.
7 cl, 12 dwg, 4 tbl, 16 ex

Description

Группа изобретений относится к генной и тканевой инженерии и может быть использована в биотехнологии, медицине и сельском хозяйстве.The group of inventions relates to genetic and tissue engineering and can be used in biotechnology, medicine and agriculture.

В настоящее время многие практические задачи, связанные с изменением свойств живого организма, могут быть решены методом генетической модификации. Такую модификацию клеток-мишеней можно осуществлять путем обеспечения транспорта экзогенного генетического материала через клеточную мембрану внутрь цитоплазмы клеток с последующей экспрессией закодированных в генетическом материале белков или с последующим взаимодействием генетического материала с внутриклеточными биополимерами с целью направленного изменения метаболизма модифицированных клеток.Currently, many practical problems associated with changing the properties of a living organism can be solved by the method of genetic modification. Such modification of target cells can be accomplished by ensuring the transport of exogenous genetic material through the cell membrane into the cell cytoplasm, followed by expression of the proteins encoded in the genetic material or with the subsequent interaction of the genetic material with intracellular biopolymers in order to directionally change the metabolism of the modified cells.

При этом общей проблемой является доставка генетического материала к определенным тканям, органам, преодоление плазматической мембраны целевых клеток и транспорт к определенной мишени внутри клетки. Следует отметить, что поскольку любой генетический материал - потенциальный мутаген, очень важно предотвратить его попадание в другие, не нуждающиеся в трансформации, клетки организма.The common problem is the delivery of genetic material to certain tissues, organs, overcoming the plasma membrane of target cells and transport to a specific target inside the cell. It should be noted that since any genetic material is a potential mutagen, it is very important to prevent its entry into other cells of the body that do not need transformation.

Поэтому актуальной остается задача поиска пептидных векторов, которые способны обеспечить избирательный транспорт генетического материала в цитоплазму клеток-мишеней, а также последующий его транспорт внутрь их ядер, защитив по возможности генетический материал от внутриклеточной деградации. Особый практический интерес представляют быстрорастущие клетки млекопитающих - эпителиальные, эмбриональные и опухолевые. Большинство из них несет на поверхности рецепторы к специфическому белку, эпидермальному фактору роста (ЭФР). Поэтому перспективными в плане трансформации указанных клеток могут быть векторы-переносчики генетического материала, созданные на основе пептидных последовательностей, взаимодействующих с рецепторами к ЭФР.Therefore, the urgent task remains to search for peptide vectors that are capable of providing selective transport of genetic material into the cytoplasm of target cells, as well as its subsequent transport into their nuclei, protecting genetic material from intracellular degradation, if possible. Of particular practical interest are fast-growing mammalian cells - epithelial, embryonic and tumor. Most of them carry receptors on the surface for a specific protein, epidermal growth factor (EGF). Therefore, transfer vectors of genetic material based on peptide sequences interacting with EGF receptors can be promising in terms of transformation of these cells.

Уровень технического состояния.The level of technical condition.

Наиболее простым в конструктивном отношении примером пептидного вектора для генетической трансформации клетки, несущей рецепторы к ЭФР, является комплекс, в котором последовательность эпидермального фактора роста, обеспечивающая специфическое взаимодействие с клетками-мишенями, ковалентно связана с выполняющим роль участка связывания нуклеиновой кислоты полилизином [1]. С помощью этого вектора осуществляют направленную доставку генетического материала в клетку млекопитающего, экспрессирующую на своей поверхности рецепторы к ЭФР. Однако описанный вектор и, соответственно, способ генетической модификации клетки с его использованием не предусматривают активного транспорта олигонуклеотидов в клеточное ядро, что может сказываться на сохранности экзогенного генетического материала внутри клетки.The simplest constructive example of a peptide vector for the genetic transformation of a cell carrying EGF receptors is a complex in which a sequence of epidermal growth factor that provides specific interaction with target cells is covalently linked to a polylysine binding site [1]. Using this vector, targeted delivery of genetic material to a mammalian cell expressing EGF receptors on its surface is carried out. However, the described vector and, accordingly, the method of genetic modification of the cell using it do not provide for the active transport of oligonucleotides into the cell nucleus, which may affect the preservation of exogenous genetic material inside the cell.

Известен пептидный вектор, включающий последовательность TGF-альфа, специфически взаимодействующую с рецепторами к ЭФР; домен дрожжевого транскрипционного фактора GAL4 в качестве ДНК-связывающей области и домен транслокации экзотоксина A Pseudomonas для защиты вводимого в клетку генетического материала от разрушения в эндосомах [2]. Частично решая проблему сохранности в цитоплазме экзогенного материала, предлагаемый пептидный вектор имеет большой размер и включает два чужеродных для клетки белка, что при использовании его in vivo будет иметь следствием возникновение иммунного ответа. Кроме того, этот вектор, как и рассмотренный выше, применяется для генетической модификации клетки-мишени только в виде комплекса с поли-L-лизином, который обладает неспецифической токсичностью. Таким образом, использование данного вектора in vivo представляется неперспективным.A peptide vector is known, comprising a TGF-alpha sequence that specifically interacts with EGF receptors; the domain of yeast transcription factor GAL4 as a DNA-binding region; and the translocation domain of Pseudomonas exotoxin A to protect the genetic material introduced into the cell from destruction in endosomes [2]. Partially solving the problem of the preservation of exogenous material in the cytoplasm, the proposed peptide vector is large and includes two proteins alien to the cell, which, when used in vivo, will result in an immune response. In addition, this vector, as discussed above, is used for the genetic modification of the target cell only in the form of a complex with poly-L-lysine, which has non-specific toxicity. Thus, the use of this vector in vivo seems unpromising.

С учетом указанных недостатков закономерной представляется тенденция усовершенствования пептидных векторов к интересующим клеткам-мишеням, которая предусматривает использование особых пептидных последовательностей, совмещающих в себе способность связывать олигонуклеотиды и обеспечивать их специфический транспорт через ядерную мембрану, так называемых “сигналов ядерной локализации” (NLS). Примером такого пептида может служить сигнальная последовательность Т-антигена SV-40. Показана принципиальная возможность генетической модификации клетки позвоночных путем направленного транспорта в ядро экзогенного генетического материала, предварительно введенного в цитоплазму клетки с помощью микроинъекции [3]. Однако многочисленные исследования в этой области показали, что транспортная эффективность вектора, использующего NLS как для связывания, так и для проведения олигонуклеотидов в ядро, является сомнительной или, во всяком случае, неочевидной a priori, поскольку достоверно известно, что “проводящие” свойства NLS резко ослабевают в составе комплекса с генетическим материалом. Для того чтобы такие векторные системы обладали приемлемой эффективностью, соотношение вектора к олигонуклеотиду должно, по некоторым оценкам, быть выше 100:1 [4], что имеет следствием не только нежелательную “нагрузку” клетки инородным белком, но и возникновение пептид-пептидных взаимодействий, которые также снижают “транспортную” активность вектора.Given these drawbacks, it seems logical that the peptide vectors improve on target cells of interest, which involves the use of special peptide sequences that combine the ability to bind oligonucleotides and provide their specific transport through the nuclear membrane, the so-called “nuclear localization signals” (NLS). An example of such a peptide is the signal sequence of the T-antigen SV-40. The fundamental possibility of genetic modification of vertebrate cells through targeted transport into the nucleus of exogenous genetic material previously introduced into the cytoplasm of the cell by microinjection has been shown [3]. However, numerous studies in this area have shown that the transport efficiency of a vector using NLS both for binding and for carrying oligonucleotides into the nucleus is doubtful or, in any case, not obvious a priori, since it is reliably known that the “conductive” properties of NLS are sharply weaken as part of a complex with genetic material. In order for such vector systems to have acceptable efficiency, the ratio of the vector to the oligonucleotide should, according to some estimates, be higher than 100: 1 [4], which results in not only an undesirable “load” of the cell with a foreign protein, but also the appearance of peptide-peptide interactions, which also reduce the "transport" activity of the vector.

Morris et al. ([5] - ближайший аналог) предложен способ генетической модификации фибробластов человека, предусматривающий использование двухкомпонентного пептидного вектора MPG, обеспечивающего направленный транспорт генетического материала в клетку-мишень и далее в ее ядро и состоящего из сигнала ядерной локализации большого Т-антигена SV-40 и пептида gp41 HIV-1. К основным недостаткам данного вектора и способа с его применением следует отнести низкую избирательность по отношению к клеткам-мишеням и недостаточную эффективность транспорта генетического материала в ядро, приемлемый уровень которого (по указанным выше причинам) достигается только при соотношении MPG-пептид: олигонуклеотид не менее 20:1.Morris et al. ([5] - the closest analogue), a method for the genetic modification of human fibroblasts is proposed, which involves the use of a two-component peptide vector MPG, which provides targeted transport of genetic material to the target cell and further to its nucleus and consists of the nuclear localization signal of the large T-antigen SV-40 and peptide gp41 HIV-1. The main disadvantages of this vector and the method with its use include low selectivity with respect to target cells and insufficient efficiency of the transport of genetic material into the nucleus, an acceptable level of which (for the reasons mentioned above) is achieved only with the ratio of MPG peptide: oligonucleotide of at least 20 :1.

В связи с этим основной задачей настоящего изобретения было создание простого по своей конструкции, эффективно действующего пептидного вектора, пригодного (не токсичного и не вызывающего иммунного ответа) для направленной генетической модификации in vivo клеток, несущих на своей поверхности рецепторы к ЭФР. Кроме того, учитывая, что химический синтез полипептидов далеко не всегда оправдывает себя в экономическом отношении, а также то, что при этом остается нерешенной задача постсинтетического фолдинга, в задачу настоящей работы входила разработка генно-инженерного способа получения значительных количеств такого вектора с правильно сформированной конформацией. При этом за основу был взят известный прием экспрессии чужеродного белка в Е. coli в виде гибридного продукта, в котором он слит с остатком модифицированного тиоредоксина (Glu30His, Gln62His) [6]. Дополнительные остатки His позволяют выделять слитый белок метало-хелат-аффинной хроматографией.In this regard, the main objective of the present invention was the creation of a simple in design, effective peptide vector suitable (non-toxic and non-causing an immune response) for targeted genetic modification in vivo of cells carrying EGF receptors on their surface. In addition, given that the chemical synthesis of polypeptides does not always justify itself economically, as well as the fact that the task of postsynthetic folding remains unresolved, the goal of this work was to develop a genetic engineering method for obtaining significant quantities of such a vector with a properly formed conformation . In this case, the well-known method of expression of a foreign protein in E. coli was taken as a hybrid product in which it was fused with the residue of modified thioredoxin (Glu30His, Gln62His) [6]. Additional His residues allow the fusion protein to be isolated by metal chelate affinity chromatography.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

На основании известных результатов разработок в данной области исследований можно было предполагать, что решение задачи создания эффективного двухкомпонентного пептидного вектора, пригодного для генетической модификации in vivo клеток, активно экспрессирующих рецепторы к ЭФР, может быть найдено на пути поиска оптимальных для комбинирования (в плане природы аминокислотной последовательности и ее размера) последовательностей на основе NLS и последовательностей, обеспечивающих специфичное взаимодействие с рецепторами клетки-мишени, сочетание которых обладало бы минимальным уровнем неспецифических взаимодействий.Based on the known results of developments in this field of research, it could be assumed that the solution to the problem of creating an effective two-component peptide vector suitable for genetic modification in vivo of cells actively expressing EGF receptors can be found on the way to search for optimal combinations (in terms of the nature of the amino acid sequence and its size) sequences based on NLS and sequences providing specific interaction with receptors of the target cell, Contents which would have a minimum level of non-specific interactions.

Такая комбинация компонентов пептидного вектора была найдена и представляла последовательно связанные между собой модифицированную последовательность сигнала Т-антигена SV-40, состоящую из 11 аминокислотных остатков, и аминокислотную последовательность эпидермального фактора роста человека из 53 аминокислотных остатков. В результате был получен новый пептидный вектор (из 64 аминокислот) с SEQ ID №1, получивший название PGE-k, который при осуществлении генетической трансформации обеспечивает целенаправленную доставку генетического материала к клеткам, несущим рецепторы к ЭФР, и транспорт его через клеточную и ядерную мембраны при молярном соотношении с олигонуклеотидом 3-10:1. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает повышение избирательности и эффективности способа генетической модификации рассматриваемых клеток-мишеней (технический результат).Such a combination of the components of the peptide vector was found and represented sequentially interconnected a modified sequence of the SV-40 T-antigen signal, consisting of 11 amino acid residues, and the amino acid sequence of a human epidermal growth factor of 53 amino acid residues. The result was a new peptide vector (of 64 amino acids) with SEQ ID No. 1, called PGE-k, which, when carrying out genetic transformation, ensures targeted delivery of genetic material to cells carrying EGF receptors, and its transport through the cell and nuclear membranes in a molar ratio of 3-10: 1 with an oligonucleotide. Thus, the present invention provides an increase in the selectivity and efficiency of the method of genetic modification of the target cells in question (technical result).

Для получения нового пептидного вектора разработан способ, предусматривающий экспрессию в Е. coli химерной нуклеотидной последовательности (SEQ ID №5), кодирующей слитый белок (SEQ ID №4), состоящий из модифицированного тиоредоксина, PGE-k и объединяющей их линкерной последовательности, специфически расщепляемой энтерокиназой, а также необходимые для его осуществления рекомбинантная плазмида (pGEK) и рекомбинантный штамм Е. coli (BL21(DE3)/pLysS/pGEK, депонированный в ВКПМ под номером В-8389).To obtain a new peptide vector, a method has been developed that provides for the expression in E. coli of a chimeric nucleotide sequence (SEQ ID No. 5) encoding a fusion protein (SEQ ID No. 4), consisting of a modified thioredoxin, PGE-k and combining their linker sequence, specifically cleaved enterokinase, as well as the recombinant plasmid (pGEK) and recombinant E. coli strain (BL21 (DE3) / pLysS / pGEK, deposited in VKPM under the number B-8389) necessary for its implementation.

Таким образом, настоящее изобретение включает следующие объекты.Thus, the present invention includes the following objects.

Первым объектом изобретения является пептидный вектор PGE-k, обеспечивающий избирательный транспорт экзогенного генетического материала в клетку млекопитающего, несущую наружные рецепторы к эпидермальному фактору роста, и последующее поступление его в ядро указанной клетки, с аминокислотной последовательностью SEQ ID №1, состоящей из производного аминокислотной последовательности эпидермального фактора роста человека (SEQ ID №2), которая является участком связывания с наружными рецепторами названной клетки, и последовательности сигнального пептида Т-антигена SV-40 (SEQ ID №3), которая отвечает за связывание экзогенного генетического материала и преодоление им ядерной оболочки.The first object of the invention is the peptide vector PGE-k, which provides selective transport of exogenous genetic material into a mammalian cell carrying external receptors to the epidermal growth factor, and its subsequent entry into the nucleus of the indicated cell, with the amino acid sequence SEQ ID No. 1 consisting of an amino acid sequence derivative human epidermal growth factor (SEQ ID No. 2), which is the binding site to the external receptors of the named cell, and the signaling sequence of the SV-40 T antigen peptide (SEQ ID No. 3), which is responsible for binding exogenous genetic material and overcoming the nuclear envelope.

Второй объект изобретения относится к нуклеотидной последовательности, кодирующей слитый белок, который состоит из мутантной формы тиоредоксина (Glu30His, Gln62His), линкерной последовательности -(Gly-Ser)2-Gly-(Asp)4-Lys-, специфически расщепляемой энтерокиназой, и последовательности пептидного вектора PGE-k и характеризуется аминокислотной последовательностью SEQ ID №4. Предпочтительно эта нуклеотидная последовательность представлена SEQ ID №5.The second object of the invention relates to a nucleotide sequence encoding a fusion protein, which consists of a mutant form of thioredoxin (Glu30His, Gln62His), the linker sequence - (Gly-Ser) 2 -Gly- (Asp) 4 -Lys-, specifically cleavable by enterokinase, and the sequence peptide vector PGE-k and is characterized by the amino acid sequence of SEQ ID No. 4. Preferably, this nucleotide sequence is represented by SEQ ID No. 5.

Третий объект изобретения - это рекомбинантная плазмида pGEK для экспрессии слитого белка, включающего пептидный вектор PGE-k, которая характеризуется тем, что имеет размер 3691 п.о. и состоит изThe third object of the invention is a recombinant plasmid pGEK for expression of a fusion protein comprising the PGE-k peptide vector, which is characterized in that it has a size of 3691 bp and consists of

- NdeI/AatII фрагмента плазмиды pGEMEX-1, имеющего размер 2347 п.о. и содержащего участок инициации репликации (Ori) и ген устойчивости к ампициллину (Bla);- NdeI / AatII fragment of the plasmid pGEMEX-1, having a size of 2347 bp and containing a replication initiation site (Ori) and an ampicillin resistance gene (Bla);

- AatII/HindIII фрагмента плазмиды pGEMEX-1, имеющего размер 755 п.о. и содержащего второй участок инициации репликации (f1Ori), и- AatII / HindIII fragment of plasmid pGEMEX-1, having a size of 755 bp and containing a second replication initiation site (f1Ori), and

- нуклеотидной последовательности SEQ ID №5.- the nucleotide sequence of SEQ ID No. 5.

Четвертым объектом заявленной группы является штамм Escherichia coli ВКПМ В-8389, содержащий плазмиду pGEK и являющийся продуцентом слитого белка, включающего пептидный вектор PGE-k.The fourth object of the claimed group is a strain of Escherichia coli VKPM B-8389 containing the plasmid pGEK and which is the producer of a fusion protein comprising the peptide vector PGE-k.

Пятый объект изобретения относится к способу получения пептидного вектора, предусматривающему:A fifth aspect of the invention relates to a method for producing a peptide vector, comprising:

- культивирование рекомбинантного штамма Е. coli ВКПМ В-8389 в условиях, обеспечивающих экспрессию включающего пептидный вектор слитого белка,- cultivation of a recombinant strain of E. coli VKPM B-8389 under conditions providing expression of a fusion protein comprising a peptide vector,

- гидролиз полученного слитого белка энтерокиназой или другой протеазой, распознающей включенную в него линкерную последовательность и специфически расщепляющей пептидную связь, следующую за указанным линкером, и- hydrolysis of the resulting fusion protein with an enterokinase or other protease that recognizes the linker sequence included in it and specifically cleaves the peptide bond following the linker, and

- выделение целевого продукта.- selection of the target product.

Шестым объектом заявленной группы является способ генетической модификации клетки млекопитающего, несущей наружные рецепторы к эпидермальному фактору роста, предусматривающий контактирование названной клетки с экзогенным генетическим материалом в присутствии пептидного вектора PGE-k.A sixth object of the claimed group is a method for the genetic modification of a mammalian cell carrying external receptors for epidermal growth factor, comprising contacting the named cell with exogenous genetic material in the presence of the PGE-k peptide vector.

Описание чертежей.Description of the drawings.

На Фиг.1 представлена физическая и генетическая карта новой рекомбинантной плазмиды pGEK.Figure 1 presents the physical and genetic map of the new recombinant plasmid pGEK.

Обозначения: Bla - ген устойчивости к ампициллину, f1ori- участок начала репликации фага f1, T7p, T7t - промотор и терминатор полимеразы Т7, SP6p - промотор полимеразы SP6.Designations: Bla is the ampicillin resistance gene, f1ori is the site of replication of phage f1, T7p, T7t is the T7 polymerase promoter and terminator, and SP6p is the SP6 polymerase promoter.

На Фиг.2 представлена нуклеотидная последовательность генов тиоредоксина (Glu30His, Gln62His), линкера и эпидермального фактора роста, проклонированных в плазмиду pGEMEX-1 по сайтам рестрикции Ndel (905)* и BamHI (42)*, гдеFigure 2 presents the nucleotide sequence of the genes of thioredoxin (Glu30His, Gln62His), linker and epidermal growth factor, cloned into the plasmid pGEMEX-1 at the restriction sites Ndel (905) * and BamHI (42) *, where

Figure 00000002
- фрагменты последовательности pGEMEX-1 (Promega);
Figure 00000002
- fragments of the sequence pGEMEX-1 (Promega);

Figure 00000003
- последовательность гена тиоредоксина (Glu30His. Gln62His);
Figure 00000003
- the sequence of the thioredoxin gene (Glu30His. Gln62His);

Figure 00000004
- последовательность гена линкера состава -(Gly-Ser)2-Gly-(Asp)4-Lys-
Figure 00000004
- linker gene sequence of the composition - (Gly-Ser) 2 -Gly- (Asp) 4 -Lys-

Figure 00000005
- последовательность гена человеческого эпидермального фактора роста.
Figure 00000005
- the sequence of the human epidermal growth factor gene.

* расположение сайта рестрикции по каталогу Promega.* location of the restriction site for the Promega catalog.

На Фиг.3 представлена схема конструирования плазмиды pGEMEX-1/Thio-hEGF.Figure 3 presents the design scheme of the plasmid pGEMEX-1 / Thio-hEGF.

На Фиг.4 представлена схема конструирования плазмиды pGEK.Figure 4 presents the design scheme of the plasmid pGEK.

На Фиг.5 представлена схема включения в последовательность гена гибридного белка формулы SEQ ID №4 гена участка связывания с транспортируемым экзогенным генетическим материалом формулы SEQ ID № 2.Figure 5 presents a diagram of the inclusion in the gene sequence of a hybrid protein of the formula SEQ ID No. 4 of the gene of the binding site with the transported exogenous genetic material of the formula SEQ ID No. 2.

На Фиг.6 представлена схема введения точечных мутаций при помощи полимеразной цепной реакции.Figure 6 presents the scheme of the introduction of point mutations using polymerase chain reaction.

На Фиг.7 представлены результаты электрофоретического фракционирования в 15% Трицин-ПААГ очищенного нового пептидного вектора PGE-k формулы SEQ ID №1 в сравнении с рекомбинантным пептидом, человеческим эпидермальным фактором роста, гдеFigure 7 presents the results of electrophoretic fractionation in 15% Tricin-PAAG purified new peptide vector PGE-k of the formula SEQ ID No. 1 in comparison with the recombinant peptide, human epidermal growth factor, where

1 - очищенный новый пептидный вектор формулы SEQ ID №1,1 - purified new peptide vector of the formula SEQ ID No. 1,

2 - контроль: рекомбинантный пептид, человеческий эпидермальный фактор роста.2 - control: recombinant peptide, human epidermal growth factor.

На Фиг.8 представлен ВЭЖХ-анализ очищенного нового пептидного вектора формулы SEQ ID № 1. Колонка Диасорб С16Т, 4х250 мм (Элсика, Россия), линейный градиент MeCN (от 5% до 95%, 45 мин) в 0,01% водной CF3COOH.Fig. 8 shows an HPLC analysis of a purified new peptide vector of the formula SEQ ID No. 1. Diasorb C16T column, 4x250 mm (Elsika, Russia), linear MeCN gradient (5% to 95%, 45 min) in 0.01% aqueous CF 3 COOH.

На Фиг.9 представлен масс-спектр (MALDI) нового пептидного вектора формулы SEQ ID № 1.Figure 9 presents the mass spectrum (MALDI) of a new peptide vector of the formula SEQ ID No. 1.

На Фиг.10 представлены микрофотографии (1 - флюоресцентные, 2 - инверсионные) опухолевых клеток линии А-431 через 18 часов инкубации с 5'-FITC-меченным фосфотиоатным олигонуклеотидом 2009F и со смесью его и нового пептидного вектора формулы SEQ ID №1 в молярном соотношении 1:10.Figure 10 presents microphotographs (1 - fluorescence, 2 - inversion) of tumor cells of the A-431 line after 18 hours of incubation with 5'-FITC-labeled phosphotioate oligonucleotide 2009F and with a mixture of it and a new peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 in molar ratio 1:10.

На Фиг.11 представлены флюоресцентные микрофотографии опухолевых клеток А-431 на пятый день инкубации с плазмидой pEGFP-N1 и со смесью ее и нового пептидного вектора формулы SEQ ID №1 в молярном соотношении 1:25.Figure 11 presents fluorescence micrographs of tumor cells A-431 on the fifth day of incubation with plasmid pEGFP-N1 and with a mixture of it and a new peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 in a molar ratio of 1:25.

На Фиг.12 показано влияние смесей нового пептидного вектора формулы SEQ ID № 1 с олигонуклеотидами AS-TMO-PO и AS-TMO-PS на выживаемость клеток карциномы молочной железы человека линии MCF-7 (молярное соотношение белок-олигонуклеотид 5:1).12 shows the effect of mixtures of a new peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 with AS-TMO-PO and AS-TMO-PS oligonucleotides on the survival of MCF-7 human breast carcinoma cells (5: 1 molar ratio of protein-oligonucleotide).

В Прил. 1. приведен список заявляемых олигодезоксирибонуклеотидных и аминокислотных последовательностей.In adj. 1. The list of the claimed oligodeoxyribonucleotide and amino acid sequences.

В Табл. 1 приведен список синтезированных олигонуклеотидов.In Tab. 1 is a list of synthesized oligonucleotides.

В Табл. 2 показано влияние вектора PGE-k на доставку флюоресцеин-меченного антисенс-тиоолигонуклеотида в опухолевые клетки.In Tab. Figure 2 shows the effect of the PGE-k vector on the delivery of fluorescein-labeled antisense thioligonucleotide to tumor cells.

В Табл. 3. показано влияние вектора PGE-k на доставку репортерной плазмиды в различные опухолевые клетки.In Tab. 3. The effect of the PGE-k vector on the delivery of a reporter plasmid to various tumor cells is shown.

В Табл. 4. показано изменение цитостатической активности антисенса AS-ТМО и его тио-аналога в отношении культуры опухолевых клеток под действием липофектина и вектора PGE-k.In Tab. 4. shows the change in the cytostatic activity of the antisense AS-TMO and its thio-analog in relation to the culture of tumor cells under the influence of lipofectin and the vector PGE-k.

Ниже приведены примеры осуществления изобретения.The following are examples of the invention.

Пример 1 описывает химический синтез праймеров и антисенс-олигонуклеотидов, в том числе модифицированных, а также метод ферментативного 5'-фосфорилирования фрагментов ДНК.Example 1 describes the chemical synthesis of primers and antisense oligonucleotides, including modified ones, as well as the method of enzymatic 5'-phosphorylation of DNA fragments.

Примеры 2-5 описывают клонирование гена тиоредоксина и получение плазмиды pBluescript II/Thio, содержащей этот ген. Источником хромосомной ДНК служил штамм Escherichia coli TG1.Examples 2-5 describe the cloning of a thioredoxin gene and the preparation of the plasmid pBluescript II / Thio containing this gene. The source of chromosomal DNA was a strain of Escherichia coli TG1.

Клонирование проводили при помощи метода ПЦР на основании известной нуклеотидной последовательности. Для амплификации гена использовали пару праймеров Thio5 и Тhiо3 (примечание: в работе использовались синтетические олигодезоксирибонуклеотиды, далее именуемые "олигонуклеотиды"; см. Табл. 1), фланкирующих кодирующую часть гена тиоредоксина с 5'- и 3’’-концов соответственно. Нуклеотидная последовательность праймеров включала рестрикционные сайты, необходимые для последующего клонирования в экспрессионном векторе. Thio5 содержал сайт рестрикции Ndel, а Тhio3 - сайт Nael.Cloning was performed using PCR based on a known nucleotide sequence. For amplification of the gene, a pair of Thio5 and Thio3 primers was used (note: synthetic oligodeoxyribonucleotides, hereinafter referred to as “oligonucleotides”; see Table 1), flanking the coding part of the thioredoxin gene with 5 ′ and 3 ’’ ends, respectively, were used. The nucleotide sequence of the primers included restriction sites necessary for subsequent cloning in the expression vector. Thio5 contained the Ndel restriction site, and Thio3 contained the Nael site.

Фрагменты ДНК, полученные в ходе ПЦР, фракционировали в агарозном геле, выделяли из агарозы, фосфорилировали с помощью полинуклеотид-киназы фага Т4, субклонировали в состав вектора pBluescript II SK (-) и получили плазмиду pBluescript II/Thio.DNA fragments obtained by PCR were fractionated on an agarose gel, isolated from agarose, phosphorylated using T4 phage polynucleotide kinase, subcloned into the pBluescript II SK (-) vector, and the plasmid pBluescript II / Thio was obtained.

В этом и остальных примерах выделенные из клонов плазмиды секвенировались в пределах вставки по методу Сенгера.In this and other examples, plasmids isolated from clones were sequenced within the insert using the Sanger method.

Пример 6 описывает, согласно Фиг.3, получение плазмиды pGEMEX-1/hEGF, содержащей ген эпидермального фактора роста субклонированием этого гена в коммерческую плазмиду, pGEMEX-1, по сайтам рестрикции EcoRI и BamHI.Example 6 describes, according to FIG. 3, the preparation of the plasmid pGEMEX-1 / hEGF containing the epidermal growth factor gene by subcloning this gene into a commercial plasmid, pGEMEX-1, at the EcoRI and BamHI restriction sites.

Пример 7 описывает, согласно Фиг.3, конструирование плазмиды pGEMEX-1 /Thio, содержащей ген тиоредоксина, переклонированием гена тиоредоксина из плазмиды pBluescript II/Thio в плазмиду pGEMEX-1 по сайтам рестрикции Ndel и BamHI.Example 7 describes, according to FIG. 3, the construction of the pGEMEX-1 / Thio plasmid containing the thioredoxin gene by cloning the thioredoxin gene from the pBluescript II / Thio plasmid into plasmid pGEMEX-1 at the Ndel and BamHI restriction sites.

Пример 8 описывает, согласно Фиг.3, получение и клонирование плазмиды pGEMEX-1/Thio-hEGF, содержащей ген слитого белка формулы SEQ ID № 4. Введение линкера было необходимо для направленного гидролиза энтерокиназой слитого белка формулы SEQ ID № 4 по сайту (Asp)4-Lys-Lys.Example 8 describes, according to FIG. 3, the preparation and cloning of the plasmid pGEMEX-1 / Thio-hEGF containing the gene of the fusion protein of the formula SEQ ID No. 4. The introduction of the linker was necessary for the targeted hydrolysis of the fusion protein of the formula SEQ ID No. 4 by site (Asp ) 4 -Lys-Lys.

Пример 9 описывает введение точечных мутаций, Glu30His и Gln62His, в ген тиоредоксина.Example 9 describes the introduction of point mutations, Glu30His and Gln62His, into the thioredoxin gene.

Известно, что замена двух остатков в тиоредоксине Е. coli (Giu30→His и Gln62→His) позволяет выделять его и его производные металлохелатной аффинной хроматографией за счет связывания остатков гистидина с иммобилизованными ионами Ni2+ или Cu2+. Введение каждой из мутации включало в себя три ПЦР по общей схеме (Фиг.6). В результате получена плазмида pHis-EGF, содержащая ген указанного слитого белка.It is known that the replacement of two residues in E. coli thioredoxin (Giu30 → His and Gln62 → His) allows one to isolate it and its derivatives by metal chelate affinity chromatography due to the binding of histidine residues to immobilized Ni 2+ or Cu 2+ ions . The introduction of each of the mutations included three PCR according to the General scheme (Fig.6). As a result, the plasmid pHis-EGF containing the gene of the indicated fusion protein was obtained.

Пример 10 описывает введение в состав плазмиды pHis-EGF фрагмента, кодирующего участок связывания генетического материала формулы SEQ ID №2 согласно Фиг.4, 5. Фрагмент вводился при помощи двух ПЦР с участием олигонуклеотидов С LINKER и N-EGF. В результате получена рекомбинантная плазмида pGEK.Example 10 describes the introduction into the composition of the plasmid pHis-EGF fragment encoding the binding site of the genetic material of the formula SEQ ID No. 2 according to Figure 4, 5. The fragment was introduced using two PCR with the participation of oligonucleotides With LINKER and N-EGF. As a result, the recombinant plasmid pGEK was obtained.

Примеры 11, 12 описывают получение и выращивание штамма Escherichia coli В-8389 ВКПМ, а также выделение слитого белка формулы SEQ ID №4 с использованием металло-хелатной и ионообменной хроматографии. Фракции анализировались гель-электрофорезом.Examples 11, 12 describe the preparation and growth of a strain of Escherichia coli B-8389 VKPM, as well as the isolation of a fusion protein of the formula SEQ ID No. 4 using metal chelate and ion exchange chromatography. Fractions were analyzed by gel electrophoresis.

Пример 13 описывает выделение и очистку пептидного вектора формулы SEQ ID №1. Слитый белок формулы SEQ ID №4 подвергали расщеплению каталитической субъединицей энтерокиназы по сайту (Asp)4-Lys-Lys. Полученный пептидный вектор PGE-k формулы SEQ ID №1 очищали ионообменной хроматографией. Продукт охарактеризован УФ- и масс-спектрами (Фиг.9), электрофорезом в ПААГ и ВЭЖХ (Фиг.7, 8). Аминокислотным анализом подтверждена последовательность десяти N-концевых аминокислот (NH2-Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Glu-Asp-Pro-).Example 13 describes the isolation and purification of a peptide vector of the formula SEQ ID No. 1. A fusion protein of the formula SEQ ID No. 4 was digested with a catalytic subunit of enterokinase at the (Asp) 4 -Lys-Lys site. The resulting PGE-k peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 was purified by ion exchange chromatography. The product is characterized by UV and mass spectra (Fig.9), electrophoresis in SDS page and HPLC (Fig.7, 8). A sequence of ten N-terminal amino acids (NH 2 -Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Glu-Asp-Pro-) was confirmed by amino acid analysis.

В Примерах 14-16 приведено описание опытов по определению влияния пептидного вектора PGE-k на доставку в культуры опухолевых клеток плазмидной ДНК (Пример 15) и олигонуклеотидов-антисенсов (Примеры 14 и 16).Examples 14-16 describe experiments to determine the effect of the PGE-k peptide vector on the delivery of plasmid DNA (Example 15) and antigens oligonucleotides (Example 14 and 16) to the culture of tumor cells.

В экспериментах использовались культуры клеток, характеризующиеся различным количеством поверхностных ЭФР-рецепторов: HeLa (клетки карциномы шейки матки человека), MCF-7 (клетки аденокарциномы молочной железы человека), А431 (клетки эпидермоидной карциномы вульвы человека), KB (клетки человеческой карциномы ротовой полости), К562 (клетки миелобластной лейкемии человека).The experiments used cell cultures characterized by a different number of surface EGF receptors: HeLa (human cervical carcinoma cells), MCF-7 (human breast adenocarcinoma cells), A431 (human vulvar epidermoid carcinoma cells), KB (human oral carcinoma cells ), K562 (human myeloid leukemia cells).

В качестве отрицательного контроля использовались клетки К562, поверхность которых практически не несет ЭФР-рецепторы, как и поверхность соматических клеток в норме. Как положительный контроль рассматривали результаты доставки тех же генетических конструкций в клетки липофекцией.As a negative control, K562 cells were used, the surface of which practically does not carry EGF receptors, as well as the surface of somatic cells is normal. As a positive control, the results of the delivery of the same genetic constructs into cells by lipofection were considered.

Универсальность пептидного вектора формулы SEQ ID №1 по отношению к структуре доставляемых молекул ДНК подтверждали в экспериментах с различными олигонуклеотидами, в том числе с модифицированными, и с плазмидной ДНК.The universality of the peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 with respect to the structure of the delivered DNA molecules was confirmed in experiments with various oligonucleotides, including modified ones, and with plasmid DNA.

Примеры 14 и 16 описывают опыты по эффективной доставке в клетки-мишени олигомеров F2009 (антисенс к гену Вс12 ингибитора апоптоза), AS-TMO-РО (антисенса к РНК-компоненту теломеразы) и его фосфоротиоатного аналога AS-TMO-PS, содержащего вместо связей O-Р(O)-O- связи O-P(S)-O-.Examples 14 and 16 describe experiments on the efficient delivery of oligomers F2009 (antisense to the Bc12 gene of an apoptosis inhibitor), AS-TMO-PO (antisense to the RNA component of telomerase) and its phosphorothioate analogue AS-TMO-PS containing instead of bonds O-P (O) -O- bonds OP (S) -O-.

Аналогичные данные были получены и для олигонуклеотидов другой структуры, например антисенсов к генам С-мус, mdr1 и др.Similar data were obtained for oligonucleotides of a different structure, for example, antisense to the genes C-mus, mdr1, etc.

В Примере 14 приведены экспериментальные данные по определению влияния пептидного вектора формулы SEQ ID №1 на эффективность доставки в опухолевые клетки А431 и К562 фосфоротиоатного антисенс-олигонуклеотида 2009F, несущего 5'-флюоресцеиновую метку (FITC) (см. Фиг.10 и Табл. 2). Свойства фосфоротиоатных олигонуклеотидов, в частности высокая внутриклеточная стабильность, позволяет надежно соотнести регистрируемую флюоресценцию с внутриклеточным расположением именно олигомера, а не продуктов его гидролиза. Из данных Табл. 2 следует, что использование пептидного вектора PGE-k приводило к резкому, более чем в 5 раз, увеличению эффективности доставки 2009F в клетки А431, обогащенные ЭФР-рецепторами. В то же время, данный пептидный вектор не только не способствовал, а даже препятствовал попаданию 2009F в нецелевые рецептородефицитные клетки К562, защищая их от действия 2009F, что подтверждает селективность PGE-k.Example 14 shows experimental data on determining the effect of a peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 on the efficiency of delivery to tumor cells A431 and K562 of a phosphorothioate antisense oligonucleotide 2009F bearing a 5'-fluorescein label (FITC) (see Figure 10 and Table 2 ) The properties of phosphorothioate oligonucleotides, in particular, high intracellular stability, allow us to reliably correlate the recorded fluorescence with the intracellular location of the oligomer, and not the products of its hydrolysis. From the data tab. 2 that the use of the peptide vector PGE-k led to a sharp, more than 5-fold, increase in the efficiency of 2009F delivery to A431 cells enriched with EGF receptors. At the same time, this peptide vector not only did not contribute, but even prevented 2009F from entering non-target K562 receptor-deficient cells, protecting them from the action of 2009F, which confirms the selectivity of PGE-k.

Пример 15 описывает эксперимент по доставке в клетки HeLa и А431 плазмиды pEGFP-N1(Clontech, США), содержащей под ядерным промотором ген зеленого флюоресцирующего белка (см. Фиг.11, Табл. 3). Экспрессия генов в составе такой конструкции надежно подтверждает попадание плазмиды в клеточное ядро.Example 15 describes an experiment for the delivery to HeLa and A431 cells of the plasmid pEGFP-N1 (Clontech, USA) containing the green fluorescent protein gene under the nuclear promoter (see Fig. 11, Table 3). Gene expression in such a construct reliably confirms the entry of a plasmid into the cell nucleus.

Доставка препарата плазмидной ДНК pEGFP-N1 в клетки культур HeLa, А431 и К562 липофекцией во всех случаях приводила к трансформации более 90% обработанных клеток, т.е. такое количество клеток экспрессировало репортерный белок. Инкубирование клеток этих культур со свободной плазмидой не приводило к образованию трансформантов. Выращивание клеточных культур в тех же условиях, но с добавлением смесей плазмиды pEGFP-N1 с пептидным вектором формулы SEQ ID №1, приводила к флюоресценции только тех клеток, которые несли поверхностные ЭФР-рецепторы (HeLa и А431). Данные Табл. 3 показывают, что количество трансформантов зависело от природы культуры клеток и молярного соотношения компонентов смеси и было максимальным для обогащенных ЭФР-рецепторами клеток культуры А431 и нулевым для рецептородефицитных К562.Delivery of pEGFP-N1 plasmid DNA preparation to HeLa, A431 and K562 culture cells by lipofection in all cases led to the transformation of more than 90% of the treated cells, i.e. such a number of cells expressed a reporter protein. Incubation of the cells of these cultures with a free plasmid did not lead to the formation of transformants. The cultivation of cell cultures under the same conditions, but with the addition of mixtures of pEGFP-N1 plasmid with a peptide vector of the formula SEQ ID No. 1, led to fluorescence of only those cells that carried surface EGF receptors (HeLa and A431). Data Tab. 3 show that the number of transformants depended on the nature of the cell culture and the molar ratio of the components of the mixture and was maximum for A431 culture cells enriched with EGF receptors and zero for K562 receptor-deficient cells.

В целом результаты надежно свидетельствуют об избирательной доставке плазмидной ДНК в ядра клеток, несущих наружные рецепторы к эпидермальному фактору роста.On the whole, the results reliably indicate the selective delivery of plasmid DNA to the nuclei of cells carrying external receptors for epidermal growth factor.

Пример 16 описывает определение влияния пептидного вектора формулы SEQ ID №1 на цитостатическую активность олигонуклеотидов AS-TMO-PO и AS-TMO-PS в отношении культуры опухолевых клеток линии MCF-7. В рассмотренных пределах концентраций (до 1000 нМ) олигонуклеотиды не проявляли цитостатической активности. Принципиальное различие во влиянии на выживаемость клеток наблюдалось при доставке олигомеров внутрь клеток липофекцией. Фосфоротиоатный антисенс AS-TMO-PS обладал высокой токсичностью (IC50=109 нМ), а фосфодиэфирный AS-TMO-PO был нетоксичен.Example 16 describes the determination of the effect of a peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 on the cytostatic activity of AS-TMO-PO and AS-TMO-PS oligonucleotides in relation to the culture of tumor cells of the MCF-7 line. In the considered concentration range (up to 1000 nM), the oligonucleotides did not exhibit cytostatic activity. A fundamental difference in the effect on cell survival was observed upon delivery of oligomers into the cells by lipofection. The phosphorothioate antisense AS-TMO-PS was highly toxic (IC 50 = 109 nM), and the phosphodiester AS-TMO-PO was non-toxic.

Инкубирование клеток со смесями этих олигомеров с белком PGE-k в молярном соотношении олигонуклеотид - PGE-k 1:5 приводило к одинаковым значениям IC50, равным для обоих антисенсов 470 нМ (см. Фиг.12 и Табл. 4).Incubation of cells with mixtures of these oligomers with PGE-k protein in a molar ratio of oligonucleotides - PGE-k 1: 5 led to the same IC 50 values equal to 470 nM for both antisenses (see Fig. 12 and Table 4).

Приведенные данные иллюстрируют способность нового пептидного вектора не только доставлять олигонуклеотиды в клетки-мишени, но и защищать их от внутриклеточной деградации. Пептидный вектор формулы SEQ ID №1 позволяет с одинаковой эффективностью использовать и фосфоротиоатные олигонуклеотиды-антисенсы, и их природные аналоги.The data presented illustrate the ability of the new peptide vector not only to deliver oligonucleotides to target cells, but also to protect them from intracellular degradation. The peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 makes it possible to use phosphorothioate antigens oligonucleotides and their natural analogues with equal efficiency.

Из данных Примеров 14-16 следует, что пептидный вектор PGE-k уступает в активности известному трансфицирующему средству, липофектину, примерно в 4 раза. Однако липофектин действует неселективно, независимо от типа клеток, и способен сам по себе проявлять неизбирательное цитотоксическое действие, нарушая барьерные свойства наружной клеточной мембраны. Поэтому новый пептидный вектор формулы SEQ ID № 1 имеет неоспоримое преимущество перед липофектином вследствие специфичности своего действия. Кроме того, применение нового пептидного вектора формулы SEQ ID № 1 впервые дает возможность использовать в практике генотерапии фосфодиэфирные антисенс-олигонуклеотиды вместо токсичных и существенно более дорогих тио-аналогов.From the data of Examples 14-16 it follows that the peptide vector PGE-k is inferior in activity to the known transfecting agent, lipofectin, by about 4 times. However, lipofectin acts non-selectively, regardless of the type of cell, and is capable of itself exhibiting a non-selective cytotoxic effect, violating the barrier properties of the outer cell membrane. Therefore, the new peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 has an undeniable advantage over lipofectin due to the specificity of its action. In addition, the use of a new peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 for the first time makes it possible to use phosphodiester antisense oligonucleotides in the practice of gene therapy instead of toxic and significantly more expensive thio-analogues.

Пример 1. Синтез и фосфорилирование праймеров.Example 1. Synthesis and phosphorylation of primers.

Олигодезоксирибонуклеотиды, в том числе праймеры (см. Табл. 1), были синтезированы твердофазным амидофосфитным методом на автоматическом синтезаторе ДНК АСМ 2У ("Биоссет", Россия) с использованием коммерческих защищенных амидофосфитных производных нуклеозидов и флюоресцеина (FITC), нуклеозид-полимеров и других реагентов (Glen Research, США). В синтезе фосфоротиоатного олигонуклеотида, AS-TMO-PS, вместо стандартного окислителя, содержащего йод и воду, использовали 0,05 М раствор 3Н-1,2-бензодитиол-3-он-1,1-диоксида (Glen Research, США) в ацетонитриле. Деблокирование и расщепление связи синтезированного олигомера с носителем осуществляли аммонолизом (28% аммиак, 5 часов, 50°С). 5'-Диметокситритил-производные всех олигонуклеотидов были очищены ион-парной обращенно-фазовой ВЭЖХ на колонке Диасорб С16Т, 4×250 мм (Элсика, Россия) в линейном градиенте MeCN (от 12,5% до 45%, 30 мин) в 0,1М водном NEt3-AcOH при 50°С, деблокированы 80% водной АсОН и выделены в виде литиевых солей. Синтезированные олигонуклеотиды характеризовали УФ-спектрофотометрией, масс-спектроскопией лазерной десорбции, анализировали методами ВЭЖХ и электрофореза в ПААГ.Oligodeoxyribonucleotides, including primers (see Table 1), were synthesized by the solid-phase amidophosphite method on an AFM 2U automatic DNA synthesizer (Biosset, Russia) using commercial protected amidophosphite derivatives of nucleosides and fluorescein (FITC), nucleoside polymers and other reagents (Glen Research, USA). In the synthesis of the phosphorothioate oligonucleotide, AS-TMO-PS, instead of a standard oxidizing agent containing iodine and water, a 0.05 M solution of 3H-1,2-benzodithiol-3-one-1,1-dioxide (Glen Research, USA) in acetonitrile. The release and cleavage of the bond of the synthesized oligomer with the carrier was carried out by ammonolysis (28% ammonia, 5 hours, 50 ° C). The 5'-dimethoxytrityl derivatives of all oligonucleotides were purified by ion-pair reverse phase HPLC on a Diasorb C16T column, 4 × 250 mm (Elsika, Russia) in a linear MeCN gradient (from 12.5% to 45%, 30 min) at 0 , 1 M aqueous NEt 3 -AcOH at 50 ° С, 80% aqueous AcOH was released and isolated as lithium salts. The synthesized oligonucleotides were characterized by UV spectrophotometry, laser desorption mass spectroscopy, and were analyzed by HPLC and PAGE.

5'-Фосфорилирование олигонуклеотидов проводили с помощью полинуклеотидкиназы фага Т4 в стандартных условиях. В 10 мкл реакционной смеси содержалось 20-40 пмолей олигонуклеотида, 1 мкл 10×PNK-буфера ("NEB", США): 500 мМ Tris-HCI, 100 мМ МgСl2, 50 мМ дитиотреитола, 1 мМ спермидина, 1 мМ EDTA, 2 мкл 5 мМ rАТР и 10 единиц полинуклеотидкиназы. Реакционную смесь выдерживали в течение 1 ч при 37°С, затем инактивировали фермент 30 мин при 70°С.5'-phosphorylation of oligonucleotides was performed using T4 phage polynucleotide kinase under standard conditions. 10 μl of the reaction mixture contained 20-40 pmoles of oligonucleotide, 1 μl of 10 × PNK buffer (NEB, USA): 500 mM Tris-HCI, 100 mM MgCl 2 , 50 mM dithiothreitol, 1 mM spermidine, 1 mM EDTA, 2 μl of 5 mM rATP and 10 units of polynucleotide kinase. The reaction mixture was kept at 37 ° С for 1 h, then the enzyme was inactivated for 30 min at 70 ° С.

Пример 2. Выделение плазмидной ДНК из клеток штаммов Е. соli.Example 2. Isolation of plasmid DNA from cells of E. coli strains.

Выделение плазмидной ДНК из всех штаммов Е. соli проводили по модифицированному методу Birinboim & Doly. Клетки из 15 мл ночной культуры осаждали центрифугированием и осадок ресуспендировали в 1 мл буфера (25 мМ Tris-HCI, рН 8,0, глюкоза до 50 мМ, ЭДТА до 10 мМ, лизоцим до 4 мг/мл). Клеточную суспензию инкубировали 30 мин при комнатной температуре и добавляли 2 мл 0,2 М NaOH, содержащего 1% SDS. Смесь выдерживали в ледяной бане в течение 5 мин. Затем при 0°С добавляли 1,5 мл 3 М КОАс, рН 4,8, выдерживали 30 мин, осадок отделяли центрифугированием (30 мин, 12000 g). К надосадочной жидкости добавляли 1/3 объема 40% PEG 6000, выдерживали при 4°С 30 мин. Смесь центрифугировали (10 мин, 12000 g), осадок растворяли в 2 мл буферного раствора (20 мМ Tris-HCl, 1 мМ ЭДТА, рН 8,0), добавляли 4 мл насыщенного раствора NH4OAc, выдерживали 15 мин при 4°С. Осадок отфуговывали (15 мин, 12000 g), к супернатанту добавляли 4 мл изопропанола, выдерживали 15 мин при 4°С и повторяли центрифугирование. Осадок промывали 70% этанолом и сушили в вакууме.Isolation of plasmid DNA from all E. coli strains was carried out according to the modified Birinboim & Doly method. Cells from 15 ml of overnight culture were pelleted by centrifugation and the pellet was resuspended in 1 ml of buffer (25 mM Tris-HCI, pH 8.0, glucose up to 50 mM, EDTA up to 10 mM, lysozyme up to 4 mg / ml). The cell suspension was incubated for 30 min at room temperature and 2 ml of 0.2 M NaOH containing 1% SDS was added. The mixture was kept in an ice bath for 5 minutes. Then, 1.5 ml of 3 M KOAc, pH 4.8 was added at 0 ° С, held for 30 min, and the precipitate was separated by centrifugation (30 min, 12000 g). 1/3 of a volume of 40% PEG 6000 was added to the supernatant, kept at 4 ° C for 30 minutes. The mixture was centrifuged (10 min, 12000 g), the precipitate was dissolved in 2 ml of buffer solution (20 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 8.0), 4 ml of saturated NH 4 OAc solution was added, kept for 15 min at 4 ° С . The precipitate was centrifuged (15 min, 12000 g), 4 ml of isopropanol was added to the supernatant, kept for 15 min at 4 ° С and centrifugation was repeated. The precipitate was washed with 70% ethanol and dried in vacuo.

Пример 3. Выделение хромосомной ДНК из клеток штаммов Е. соli.Example 3. Isolation of chromosomal DNA from cells of E. coli strains.

1.5 мл ночной культуры клеток Escherichia coli TG1 центрифугировали (12000 g, 3 мин). Клетки ресуспендировали в 600 мкл буфера (20 мМ Tris-HCl, рН 8.0, 1 мМ ЭДТА, 0.5% ДНС, 100 мкг/мл протеиназы К), выдерживали 1 час при 37°С. К суспензии добавяли 100 мкл 5 М NaCl, перемешивали и затем добавляли 80 мкл 0.7 М NaCl, содержащего 10% цетилтриметиламмонийбромида. Суспензию перемешивали и выдерживали 1 час при 65°С. Последовательно экстрагировали равными объемами хлороформа и смеси фенол/хлороформ, уравновешенной в 0.2 М Tris. Водную фазу смешивали с 0.6 объема iPrOH. ДНК осаждали центрифугированием (10 с, 12000g), промывали 70% ЕtOН и высушивали в эксикаторе.1.5 ml overnight culture of Escherichia coli TG1 cells was centrifuged (12000 g, 3 min). Cells were resuspended in 600 μl of buffer (20 mM Tris-HCl, pH 8.0, 1 mM EDTA, 0.5% CSN, 100 μg / ml proteinase K), incubated for 1 hour at 37 ° C. 100 μl of 5 M NaCl was added to the suspension, stirred and then 80 μl of 0.7 M NaCl containing 10% cetyltrimethylammonium bromide was added. The suspension was stirred and kept for 1 hour at 65 ° C. Sequentially was extracted with equal volumes of chloroform and a phenol / chloroform mixture, balanced in 0.2 M Tris. The aqueous phase was mixed with 0.6 volume iPrOH. DNA was precipitated by centrifugation (10 s, 12000g), washed with 70% EtOH and dried in a desiccator.

Пример 4. Условия проведения полимеразных цепных реакций (ПЦР).Example 4. Conditions for polymerase chain reactions (PCR).

4.1. Амплификации гена, кодирующего тиоредоксин.4.1. Amplifications of the gene encoding thioredoxin.

Реакционная смесь содержала 10 нг хромосомной ДНК штамма Е. coli TG1 (см. Пример 3), 0.2 мМ каждого из dNTP, 1 мкМ каждого из праймеров, Thio5 и Thio3 и 1 единицу активности термостабильной полимеразы Vent в 50 мкл буфера (20 мМ Tris-HCl, рН 8.8, 2 мМ MgS04, 10 мМ КСl, 10 мМ (NH4)2SO4, 0.1% Тритон X 100). Сверху на реакционную смесь наслаивали 25 мкл минерального масла ("USB", США). Цикл амплификации включал в себя денатурацию ДНК (96°С, 1 мин), отжиг (60°С, 1 мин) и элонгацию (74°С, 30 с). Всего проводили 35 циклов реакции на амплификаторе фирмы "Techne" (Германия). Продукты ПЦР электрофоретически разделяли в 1.7% агарозном при напряженности электрического поля 12 V/см и выделяли фрагмент длиной 333 пары оснований.The reaction mixture contained 10 ng of the chromosomal DNA of E. coli strain TG1 (see Example 3), 0.2 mM of each of dNTP, 1 μM of each of the primers, Thio5 and Thio3, and 1 unit of activity of thermostable Vent polymerase in 50 μl of buffer (20 mm Tris- HCl, pH 8.8, 2 mM MgS0 4 , 10 mM KCl, 10 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 0.1% Triton X 100). On top of the reaction mixture was layered 25 μl of mineral oil ("USB", USA). The amplification cycle included DNA denaturation (96 ° C, 1 min), annealing (60 ° C, 1 min) and elongation (74 ° C, 30 s). A total of 35 reaction cycles were carried out on a Techne thermocycler (Germany). PCR products were electrophoretically separated in 1.7% agarose at an electric field of 12 V / cm and a fragment of 333 base pairs was isolated.

4.2. Остальные ПЦР.4.2. The remaining PCR.

Реакционные смеси содержали 100 нг плазмидной ДНК, 0,2 мМ каждого из dNTP, 1 мкМ каждого из праймеров и 1 единицу активности термостабильной полимеразы Vent в 50 мкл буфера (20 мМ Tris-HCl, рН 8.8, 2 мМ MgSO4, 10 мМ KCl, 10 мМ (NH4)2SO4, 0.1% Тритон X 100).The reaction mixtures contained 100 ng of plasmid DNA, 0.2 mM each of dNTP, 1 μM each of the primers and 1 unit of activity of thermostable Vent polymerase in 50 μl buffer (20 mM Tris-HCl, pH 8.8, 2 mM MgSO 4 , 10 mM KCl , 10 mM (NH 4 ) 2 SO 4 , 0.1% Triton X 100).

Пример 5. Клонирование гена тиоредоксина и получение плазмиды pBluescript ll/Thio.Example 5. Cloning of the thioredoxin gene and obtaining the plasmid pBluescript ll / Thio.

Плазмиду pBluescript II SK- ("Stratogene", США), гидролизовали эндонуклеазой Smal. Гидролизат обрабатывали равным объемом фенол/хлороформ (1:1), к водной фазе добавляли 1/10 объема 3 М раствора AcONa, рН 6.0, и 3 объема этанола, выдерживали 30 мин при 4°С, центрифугировали при 12000 g 15 мин. Осадок промывали 70% этанолом, высушивали, растворяли в 40 мкл 10 мМ Tris-HCI, рН 8.0. К раствору добавляли 5 мкл 10х CIAP буфера (0.5 М Tris-HCI, 10 мМ MgCl2, 1 мМ ZnCl2, 10 мМ спермидина, рН 9.3), 5 мкл фосфатазы (0.1 ед./мкл) и инкубировали при 37°С в течение 30 мин. К реакционной смеси добавили 300 мкл стоп-буфера (10 мМ Tris-HCI, рН 7.5, 1 мМ ЕДТА, 200 мМ NaCl, 0.5% ДСН), затем обрабатывали раствор, осаждали и высушивали осадок, как описано выше для гидролизата в данном Примере. 50 нг полученного продукта смешивали с 5 нг продукта ПЦР длиной 333 пары оснований, полученного в Примере 4.1, и 5 единицами Т4 ДНК-лигазы в 10 мкл 1х буфера (40 мМ Tris-HCI, 10 мМ MgCl2, 10 мМ дитиотреитол, 0,5 мМ АТР, рН 7.8). После инкубации лигазной смеси (16°С в течение ночи) ею протрансформировали клетки штамма Е. соli XL-1 Blue (Stratogene, США) из расчета 10 нг плазмидной ДНК на 1,5×107 клеток (в 100 мкл) и высевали на чашки Петри с агаризированной средой, содержащей 100 мкг/мл ампициллина, инкубировали в течение ночи при 37°С. Инокулировали отдельными колониями по 3 мл среды YT (8 г/л триптона, 5 г/л дрожжевого экстракта, 5 г/л NaCl), содержащей 100 мкг/мл ампициллина, и инкубировали в течение ночи при 37°С и 260 об./мин на качалке "Certomat Н" ("В.Braun Melsungen", Германия). Выделенную из трансформированных клеток (как в Примере 2) плазмидную ДНК секвенировали в пределах вставки по методу Сенгера, используя для этого Т7 и обратный праймеры. Сконструированная плазмида получила название pBluescript ll/Thio.Plasmid pBluescript II SK - ("Stratogene", USA) was digested with Smal endonuclease. The hydrolyzate was treated with an equal volume of phenol / chloroform (1: 1), 1/10 volume of a 3 M AcONa solution, pH 6.0, and 3 volumes of ethanol were added to the aqueous phase, kept for 30 min at 4 ° С, centrifuged at 12000 g for 15 min. The precipitate was washed with 70% ethanol, dried, and dissolved in 40 μl of 10 mM Tris-HCI, pH 8.0. 5 μl of 10x CIAP buffer (0.5 M Tris-HCI, 10 mM MgCl 2 , 1 mM ZnCl 2 , 10 mM spermidine, pH 9.3), 5 μl phosphatase (0.1 units / μl) were added to the solution and incubated at 37 ° C in within 30 minutes 300 μl of a stop buffer (10 mM Tris-HCI, pH 7.5, 1 mM EDTA, 200 mM NaCl, 0.5% SDS) was added to the reaction mixture, then the solution was treated, the precipitate was precipitated and dried as described above for the hydrolyzate in this Example. 50 ng of the obtained product was mixed with 5 ng of a PCR product of 333 bp obtained in Example 4.1, and 5 units of T4 DNA ligase in 10 μl of 1x buffer (40 mm Tris-HCI, 10 mm MgCl 2 , 10 mm dithiothreitol, 0, 5 mM ATP, pH 7.8). After incubation of the ligase mixture (16 ° C overnight), cells of strain E. coli XL-1 Blue (Stratogene, USA) were transformed with it at the rate of 10 ng plasmid DNA per 1.5 × 10 7 cells (in 100 μl) and plated Petri dishes with agar medium containing 100 μg / ml ampicillin were incubated overnight at 37 ° C. 3 ml of YT medium (8 g / l tryptone, 5 g / l yeast extract, 5 g / l NaCl) containing 100 μg / ml ampicillin were inoculated in separate colonies and incubated overnight at 37 ° C and 260 vol. / min on a rocking chair "Certomat N"("B. Braun Melsungen", Germany). The plasmid DNA isolated from the transformed cells (as in Example 2) was sequenced within the insert according to the Sanger method using T7 and reverse primers. The constructed plasmid is called pBluescript ll / Thio.

Пример 6. Субклонирование гена hEGF в векторе pGEMEX-1.Example 6. Subcloning of the hEGF gene in pGEMEX-1 vector.

Плазмиду pGEMEX-1 последовательно гидролизовали рестриктазами EcoRI и ВатHl, обрабатывая гидролизат, как в Примере 5. Полученный продукт дефосфорилировали и обрабатывали, как в Примере 5. 50 нг полученного продукта смешивали с 5 нг гена hEGF [7] и лигировали в условиях Примера 5. Лигазной смесью протрансформировали клетки штамма Е. соli XL-1 Blue в условиях Примера 5. Выращивание клеток, выделение полученной плазмиды pGEMEX-1/hEGF и подтверждение ее структуры также проводили по методике Примера 5.Plasmid pGEMEX-1 was sequentially hydrolyzed with restriction enzymes EcoRI and WatHl, treating the hydrolyzate as in Example 5. The resulting product was dephosphorylated and processed as in Example 5. 50 ng of the obtained product was mixed with 5 ng of the hEGF gene [7] and ligated under the conditions of Example 5. Cells of E. coli strain XL-1 Blue were transformed with a ligase mixture under the conditions of Example 5. Cell growth, isolation of the obtained plasmid pGEMEX-1 / hEGF and confirmation of its structure were also carried out according to the procedure of Example 5.

Пример 7. Получением плазмиды pGEMEX-1/Thio.Example 7. Obtaining the plasmid pGEMEX-1 / Thio.

Плазмиду pGEMEX-1 последовательно гидролизовали рестриктазами Aatll и BamHI, обрабатывая гидролизат, как в Примере 5 и выделяя фрагмент Aatll/ BamHI (pGEMEX-1).Plasmid pGEMEX-1 was sequentially hydrolyzed with restriction enzymes Aatll and BamHI, treating the hydrolyzate as in Example 5 and isolating the Aatll / BamHI fragment (pGEMEX-1).

Аналогично из той же плазмиды последовательным действием рестриктаз NdeI и AatII был получен и выделен фрагмент NdeI/AatII (pGEMEX-1).Similarly, the NdeI / AatII fragment (pGEMEX-1) was obtained and isolated from the same plasmid by the sequential action of NdeI and AatII restriction enzymes.

Из плазмиды pBluescript II/Thio (Пример 5) действием рестриктаз NdeI и BamHI аналогично был получен фрагмент NdeII/BamHI (pBluescript II/Thio).From the plasmid pBluescript II / Thio (Example 5) by the action of restriction enzymes NdeI and BamHI, a fragment of NdeII / BamHI (pBluescript II / Thio) was similarly obtained.

Дефосфорилирование полученных фрагментов и их совместное лигирование с образованием плазмиды pGEMEX-1/Thio проводили, как в Примере 5.Dephosphorylation of the obtained fragments and their joint ligation with the formation of the plasmid pGEMEX-1 / Thio was carried out, as in Example 5.

Пример 8. Получение плазмиды pGEMEX-1/Thio-hEGFExample 8. Obtaining plasmids pGEMEX-1 / Thio-hEGF

Плазмиду pGEMEX-1/hEGF (Пример 7) расщепляли рестриктазами AatII и EcoRI, а плазмиду pGEMEX-1/Thio - рестриктазами AatII и TurboNael. Фрагменты AatIIEcoRI (pGEMEX-1/hEGF) и AatII/TurboNael (pGEMEX-1/Thio) объединяли с линкером, дуплексом олигонуклеотидов SpE1 и SрЕ2, и лигировали, как в Примере 5. В условиях Примера 5 реакционной смесью трансформировали штамм Е. coli XL1 Blue и выделяли плазмиднуюДНК из трансформантов. Полученные плазмиды анализировали путем гидролиза рестриктазами TurboNael и EcoRI, затем ДНК отобранных клонов секвенировали методом Сэнгера. Результирующий вектор получил название pGEMEX-1/Thio-hEGF.Plasmid pGEMEX-1 / hEGF (Example 7) was digested with restriction enzymes AatII and EcoRI, and plasmid pGEMEX-1 / Thio was digested with restriction enzymes AatII and TurboNael. Fragments of AatIIEcoRI (pGEMEX-1 / hEGF) and AatII / TurboNael (pGEMEX-1 / Thio) were combined with a linker, duplex of SpE1 and SpE2 oligonucleotides, and ligated as in Example 5. In Example 5, the E. coli strain XL1 was transformed with the reaction mixture. Blue and isolated plasmid DNA from transformants. The resulting plasmids were analyzed by restriction enzymes TurboNael and EcoRI, then the DNA of the selected clones was sequenced by the Sanger method. The resulting vector is called pGEMEX-1 / Thio-hEGF.

Пример 9. Получение плазмиды pHis-hEGF.Example 9. Obtaining plasmids pHis-hEGF.

9.1.9.1.

В условиях Примера 4.2 (температура отжига праймеров 36°С) провели 20 циклов ПЦР на плазмиде pGEMEX-1/Thio-hEGF (Пример 8) с праймерами E30R и SP6. Продукты ПЦР электрофоретически разделяли, как в Примере 4.1, и выделили фрагмент длиной 487 пары оснований.Under the conditions of Example 4.2 (annealing temperature of the primers 36 ° C), 20 PCR cycles were performed on the plasmid pGEMEX-1 / Thio-hEGF (Example 8) with primers E30R and SP6. PCR products were electrophoretically separated, as in Example 4.1, and a 487 base pair fragment was isolated.

9.2.9.2.

ПЦР на плазмиде pGEMEX-1/Thio-hEGF с праймерами E30L и Т7 и разделение продуктов ПЦР проводили в условиях Примера 9.1. Выделили фрагмент длиной 178 пар оснований.PCR on the plasmid pGEMEX-1 / Thio-hEGF with primers E30L and T7 and the separation of PCR products was carried out under the conditions of Example 9.1. A fragment of 178 base pairs was isolated.

ПЦР 9.3.PCR 9.3.

Реакционная смесь содержала 40 нг продукта ПЦР 9.2 и 20 нг продукта ПЦР 9.1. Отжиг праймеров проводили при 28°С в течение 1 мин. Всего проводили 30 циклов ПЦР. Остальные условия проведения ПЦР - как в Примере 9.1. Обработку реакционной смеси и манипуляции с продуктом ПЦР проводили, как в Примере 5.The reaction mixture contained 40 ng of PCR product 9.2 and 20 ng of PCR product 9.1. Primers were annealed at 28 ° С for 1 min. A total of 30 cycles of PCR were performed. Other conditions for the PCR - as in Example 9.1. Processing of the reaction mixture and manipulation of the PCR product was carried out as in Example 5.

9.4. Введение мутаций Glu30His и Gln62His в ген тиоредоксина Е. соli.9.4. Introduction of mutations Glu30His and Gln62His into the gene of thioredoxin E. coli.

Согласно схеме (Фиг.6) последовательно провели 2 мутации. В условиях Примера 9.1 проводили ПЦР на ДНК из Примера 9.3 с мутагенными праймерами Q62R и Q62L и фланкирующими праймерами Т7 и SP6. Продукт мутации, обработанный и выделенный, как в Примере 9.1, подвергли мутации Glu30His с другими мутагенными праймерами, E30L и E30R в условиях ПЦР и выделения продукта мутации Примера 9.1. Продукт последней ПЦР гидролизовали рестриктазами Ndel и HindIII, выделяли полученный фрагмент ДНК длиной 557 пар оснований и клонировали его в вектор pGEMEX-1, как описано в Примере 5. Полученная плазмида получила название pHis-hEGF.According to the scheme (Fig.6) consistently carried out 2 mutations. Under the conditions of Example 9.1, PCR was performed on the DNA from Example 9.3 with mutagenic primers Q62R and Q62L and flanking primers T7 and SP6. The mutation product processed and isolated as in Example 9.1 was subjected to Glu30His mutation with other mutagenic primers, E30L and E30R under PCR conditions and isolation of the mutation product of Example 9.1. The product of the last PCR was digested with restriction enzymes Ndel and HindIII, the resulting DNA fragment 557 base pairs long was isolated and cloned into the pGEMEX-1 vector as described in Example 5. The resulting plasmid was called pHis-hEGF.

Пример 10. Получение рекомбинантной плазмиды pGEK.Example 10. Obtaining recombinant plasmids pGEK.

10.1.10.1.

Проводили 24 цикла ПЦР со смесью плазмиды pHis-hEGF (Пример 9.4), праймера Т7 и фосфорилированного C-LINKER'a в условиях Примера 4.2. Температурный режим: денатурация ДНК-1 мин при 96°С, отжиг праймера -1 мин при 49°С, синтез ДНК -1 мин при 74°С.24 cycles of PCR were performed with a mixture of the plasmid pHis-hEGF (Example 9.4), T7 primer and phosphorylated C-LINKER under the conditions of Example 4.2. Temperature: denaturation of DNA-1 min at 96 ° C, annealing of the primer -1 min at 49 ° C, DNA synthesis -1 min at 74 ° C.

10.2.10.2.

При тех же условиях провели ПЦР со смесью плазмиды pHis-hEGF, праймера SP6 и фосфорилированного N-EGF.Under the same conditions, PCR was performed with a mixture of plasmid pHis-hEGF, primer SP6 and phosphorylated N-EGF.

10.3.10.3.

Продукты ПЦР 10.1 и 10.2 длиной 460 и 238 выделяли электрофорезом, как в Примере 4.1, и гидролизовали соответственно эндонуклеазами Сроl и Hindlll. Продукты гидролиза длиной 278 и 210 п.о. соответственно вновь выделяли электрофорезом. Плазмиду pHis-hEGF последовательно гидролизовали эндонуклеазами CpoI и HindIII и выделяли CpoI/HindIII (pHis-hEGF), как в Примере 5. CpoI/HindIII (pHis-hEGF) дефосфорилировали в условиях Примера 5. Дефосфорилированный CpoI/HindIII (pHis-hEGF) смешивали с гидролизованными продуктами ПЦР 10.1 и 10.2, лигировали, выделяли продукт лигирования, клонировали его в Е. соli XL-1 Blue, выращивали трансформанты и выделяли из них плазмидную ДНК, как в Примере 5. Отобранные клоны секвенировались в пределах вставки по методу Сенгера. Полученная экспрессионная конструкция получила название “рекомбинантной плазмиды pGEK”.PCR products 10.1 and 10.2 of length 460 and 238 were isolated by electrophoresis, as in Example 4.1, and were hydrolyzed by Clon and Hindlll endonucleases, respectively. Hydrolysis products 278 and 210 bp in length respectively, again isolated by electrophoresis. The plasmid pHis-hEGF was sequentially hydrolyzed with CpoI and HindIII endonucleases and isolated CpoI / HindIII (pHis-hEGF) as in Example 5. CpoI / HindIII (pHis-hEGF) was dephosphorylated under the conditions of Example 5. Dephosphorylated CpoI / HindIII (pHis-hEGF) with hydrolyzed PCR products 10.1 and 10.2, they were ligated, the ligation product was isolated, it was cloned into E. coli XL-1 Blue, transformants were grown and plasmid DNA was isolated from them, as in Example 5. The selected clones were sequenced within the insert using the Sanger method. The resulting expression construct was called the “recombinant plasmid pGEK”.

Пример 11. Трансформация штамма Escherichia coli BL21 (DE3)pLysS и выращивание нового штамма Escherichia соli В-8389 ВКПМ.Example 11. Transformation of the strain Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS and growing a new strain of Escherichia coli B-8389 VKPM.

Клетки штамма Е. соli BL21(DE3)pLysS (фирма "Novagen, Inc.", Cat#69388-3, Мэдисон, штат Нью Джерси, 53711, США) трансформировали плазмидой pGEK из расчета 10 нг pGEK на 1 - 5×107 клеток по методике Примера 5 с получением целевого нового штамма Escherichia coli BL2l(DE3)/pLysS/pGEK (№В-8389 ВКПМ). Затем культуру высевали на чашки Петри с агаризированной средой, содержащей 100 мкг/мл ампициллина и 34 мкг/мл хлорамфеникола, и инкубировали в течение ночи при 37°С. Отдельные колонии (около 100 шт.) собирали стеклянной палочкой и суспендировали в 100 мл среды ТВ (12 г/л триптона, 24 г/л дрожжевого экстракта, 0,04% глицерина, 1/10 объема фосфатного буфера (0,17 М КН2РO4, 0,72 М К2НРO4)). Культуру выращивали в присутствии 100 мкг/мл ампициллина и 34 мг/мл хлорамфеникола при 30°С и 260 об./мин. на качалке "Certomat Н" ("В.Braun Melsungen", Германия) до достижения культурой оптической плотности OD550=2.0 о.е. Далее добавили изопропил-β-D-тиогалактозид до конечной концентрации 0.05 мМ и продолжили инкубацию при 13°С и 260 об./мин 24 часа.Cells of E. coli strain BL21 (DE3) pLysS (Novagen, Inc., Cat # 69388-3, Madison, New Jersey, 53711, USA) were transformed with pGEK plasmid at the rate of 10 ng pGEK per 1 - 5 × 10 7 cells according to the method of Example 5 to obtain the target new strain of Escherichia coli BL2l (DE3) / pLysS / pGEK (No. B-8389 VKPM). The culture was then plated on Petri dishes with agar medium containing 100 μg / ml ampicillin and 34 μg / ml chloramphenicol, and incubated overnight at 37 ° C. Separate colonies (about 100 pcs.) Were collected with a glass rod and suspended in 100 ml of TB medium (12 g / l tryptone, 24 g / l yeast extract, 0.04% glycerol, 1/10 volume of phosphate buffer (0.17 M KN) 2 PO 4 , 0.72 M K 2 HPO 4 )). The culture was grown in the presence of 100 μg / ml ampicillin and 34 mg / ml chloramphenicol at 30 ° C and 260 rpm. on a rocking chair "Certomat N"("B. Braun Melsungen", Germany) until the culture reaches an optical density of OD 550 = 2.0 p.u. Then, isopropyl-β-D-thiogalactoside was added to a final concentration of 0.05 mM and incubation was continued at 13 ° C and 260 rpm for 24 hours.

Новый штамм содержит 300-400 копий рекомбинантной плазмиды pGEK, это количество поддерживается стабильно в течение, по крайней мере, 8 генераций.The new strain contains 300-400 copies of the recombinant plasmid pGEK, this number is maintained stably for at least 8 generations.

Штамм Е. соli BL2l(DE3)/pLysS/pGEK синтезирует слитый белок TrxA-EGF-NLS, формулы SEQ ID №4, в количестве 300 мг на 1 л культуральной жидкости при ее плотности, соответствующей 4×109 кл/мл.Strain E. coli BL2l (DE3) / pLysS / pGEK synthesizes the TrxA-EGF-NLS fusion protein of the formula SEQ ID No. 4 in an amount of 300 mg per 1 liter of culture fluid at a density corresponding to 4 × 10 9 cells / ml.

Устойчивость: F-, ompT, hsdSB (rB-, mB-), dcm, gal, λ (DE3), plysED, CmR AmpR. Концентрация ампициллина - 100 мкг/мл, хлорамфеникола - 25 мкг/мл.Stability: F-, ompT, hsdS B (r B -, m B -), dcm, gal, λ (DE3), plysED, Cm R Amp R. The concentration of ampicillin is 100 μg / ml, chloramphenicol - 25 μg / ml.

Штамм не является зоо- и фитопатогенным.The strain is not zoopatogenic and phytopathogenic.

Пример 12. Выделение слитого белка TrxA-EGF-NLS формулы SEQ ID №4.Example 12. Isolation of a TrxA-EGF-NLS fusion protein of the formula SEQ ID No. 4.

Полученную культуру клеток Escherichia coli B-8389 ВКПМ центрифугировали (2500 g, 1 час). Клетки ресуспендировали в 50 мл буфера: 100 мМ Tris-HCl+фенилметилсульфонилфторид до 0.1 мМ, рН 8.0 и обработали ультразвуком на дезинтеграторе УЗДН-2Т (7-10 раз по 30 с при t° не выше 10°С). Добавили равный объем 0.3 М NaCl и перемешали, центрифугировали при 9000 g 1 ч. Надосадочную жидкость нанесли на колонку (25×100 мм, Chelatlng-Sepharose (Ni2+) ("Pharmacia", Швеция)). Колонку отмыли буфером: 50 мМ Tris-HCl, рН 8.0, 0.15 М NaCl, затем буфером: 50 мМ Tris-HCl, рН 8.0,1 М NaCl, и вновь предыдущим буфером, каждый раз добиваясь отсутствия поглощения элюата при λ=280 нм. Полученный целевой продукт - слитый белок формулы SEQ ID № 4 - вымывали буфером: 50 мМ Tris-HCI, рН 8.0, 0.25 М NaCI, 0.1 М имидазол. Элюат диализовали (4°С, мембрана Spectra/Por 10000): дважды против 50 мМ Tris-HCl, рН 8.0, 8-12 ч, 1 раз против буфера: 50 мМ Tris-HCl, 1 мМ CuSO4, рН 8.0, 24-36 ч и дважды против 20 мМ Tris-HCl, рН 7.6, 8-12 ч. Диализат нанесли на колонку MonoQ HR10/10 ("Pharmacia", Швеция), уравновешенную последним буфером. Слитый белок формулы SEQ ID №4 вымывали линейным градиентом NaCI (0.1 М-0.5 М) в этом же буфере. Фракции анализировали гель-электрофорезом и объединили те из них, в которых содержалось наибольшее количество целевого слитого белка (молекулярная масса - 20 kDa).The resulting cell culture of Escherichia coli B-8389 VKPM was centrifuged (2500 g, 1 hour). Cells were resuspended in 50 ml of buffer: 100 mM Tris-HCl + phenylmethylsulfonyl fluoride to 0.1 mM, pH 8.0 and sonicated on a UZDN-2T disintegrator (7-10 times for 30 s at t ° not higher than 10 ° C). An equal volume of 0.3 M NaCl was added and mixed, centrifuged at 9000 g for 1 h. The supernatant was applied to a column (25 × 100 mm, Chelatlng-Sepharose (Ni2 +) (Pharmacia, Sweden)). The column was washed with buffer: 50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 0.15 M NaCl, then with buffer: 50 mM Tris-HCl, pH 8.0.1 M NaCl, and again with the previous buffer, each time ensuring the absence of eluate absorption at λ = 280 nm. The obtained target product, a fusion protein of the formula SEQ ID No. 4, was washed with buffer: 50 mM Tris-HCI, pH 8.0, 0.25 M NaCI, 0.1 M imidazole. The eluate was dialyzed (4 ° C, Spectra / Por 10000 membrane): twice against 50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 8-12 h, 1 time against buffer: 50 mM Tris-HCl, 1 mM CuSO 4 , pH 8.0, 24 -36 h and twice against 20 mM Tris-HCl, pH 7.6, 8-12 h. Dialysate was applied to a MonoQ HR10 / 10 column (Pharmacia, Sweden), equilibrated with the last buffer. A fusion protein of the formula SEQ ID No. 4 was washed with a linear NaCI gradient (0.1 M-0.5 M) in the same buffer. Fractions were analyzed by gel electrophoresis and combined those that contained the largest amount of the target fusion protein (molecular weight 20 kDa).

Пример 13. Выделение и очистка пептидного вектора PGE-k формулы SEQ ID № 1.Example 13. Isolation and purification of the peptide vector PGE-k of the formula SEQ ID No. 1.

К полученному препарату слитого белка формулы SEQ ID №4, обессоленному при помощи устройства Ultrafree-15 (Biomax-5K) (Millipore), добавили 1/10 объема энтерокиназного буфера: 0,5 М Tris-HCI, 0,01 М CaCl2,1% Твин 20, рН 8.0, и энтерокиназу EKmax ("Invitrogen", США) из расчета 1 ед. фермента на 3 мг гибридного белка, инкубировали 20 часов (37°С). Продукты гидролиза фракционировали на колонке MonoQ HR10/10 и анализировали (как описано в Примере 10). Выход чистого пептидного вектора PGE-k формулы SEQ ID № 1 составлял 1,8-2,2 мг. m/e [М.в.-Н] 7620,8 (рис. 9).1/16 volume of enterokinase buffer: 0.5 M Tris-HCI, 0.01 M CaCl 2 , was added to the obtained fusion protein preparation of the formula SEQ ID No. 4, desalted using an Ultrafree-15 device (Biomax-5K) (Millipore) 1% tween 20, pH 8.0, and enterokinase EKmax ("Invitrogen", USA) at the rate of 1 unit. enzyme per 3 mg of fusion protein, incubated for 20 hours (37 ° C). The hydrolysis products were fractionated on a MonoQ HR10 / 10 column and analyzed (as described in Example 10). The yield of the pure PGE-k peptide vector of the formula SEQ ID No. 1 was 1.8-2.2 mg. m / e [M.w.-H] 7620.8 (Fig. 9).

Пример 14. Определение влияния пептидного вектора PGE-k на доставку в культуры опухолевых клеток 5'-флюоресцеин-меченного тио-олигонуклеотида 2009F.Example 14. Determination of the effect of the peptide vector PGE-k on the delivery of 5'-fluorescein-labeled thio-oligonucleotide 2009F to tumor cell cultures.

Опухолевые клетки HeLa, MCF-7, A431 и KB культивировали в пластиковых культуральных флаконах (Costar, Великобритания) в среде DMEM (Gibco, США), содержащей 10% эмбриональной бычьей сыворотки (Gibco) и 50 μg/ml гентамицина (Sigma, США) при 37°С в увлажненной атмосфере, содержащей 5% СO2. Клетки линии К562 культивировали в тех же условиях, но с использованием среды RPMI 1640 (Gibco, США). Клеточные культуры рассевали 2 раза в неделю и высевали в 12-луночные планшеты на покровные стекла или непосредственно в лунки за сутки до эксперимента.HeLa, MCF-7, A431, and KB tumor cells were cultured in plastic culture bottles (Costar, UK) in DMEM medium (Gibco, USA) containing 10% fetal bovine serum (Gibco) and 50 μg / ml gentamicin (Sigma, USA) at 37 ° C in a humidified atmosphere containing 5% CO 2 . K562 cells were cultured under the same conditions, but using RPMI 1640 medium (Gibco, USA). Cell cultures were scattered 2 times a week and plated in 12-well plates on coverslips or directly in the wells one day before the experiment.

Трансфекцию клеток A431 и К562 осуществляли растворами тио-5'-FIТС-олигонуклеотида 2009 F в присутствии различных PGE-k. Для приготовления трансфицирующих смесей в соотношениях компонентов, приведенных в Табл. 2, использовали раствор PGE-k (40 мкМ, в 50 мМ Tris-HCl, 0.17М NaCl, pH 8) и 50 мМ раствор 2009 F в воде. Во всех экспериментах концентрация по олигонуклеотиду при инкубировании составляла 200 нМ. Через 18 часов культуральную среду удаляли, стекла с клетками дважды промывали фосфатно-солевым буфером (PBS), клетки фиксировали 4% параформальдегидом в PBS, заключали в мовиол и исследовали флуоресценцию с помощью флуоресцентного микроскопа. Для проточной цитофлуориметрии (цитофлуориметр EPICS С, Coulter, Германия) клетки после окончания инкубации снимали с пластика с помощью раствора 0.05% трипсина в растворе Версена (Sigma, США), промывали PBS и фиксировали 2% параформальдегидом. Для возбуждения флуоресценции использовали аргоновый лазер (Coherent, США) с длиной волны 488 нм. Для микрофотографии клеток здесь и далее использовали инвертированный микроскоп Nikon (Япония) и флуоресцентный микроскоп Opton (Германия) (Фиг.10). Результаты опытов приведены в Табл. 2. Они показывают, что добавление пептидного вектора PGE-k к флюоресцеин-меченному тио-антисенсу в несколько раз увеличивает интенсивность флуоресценции рецептор-обогащенных клеток и, следовательно, увеличивает количество доставленного в клетки тио-антисенса. У рецептор-дефицитных клеток К562, напротив, при добавлении PGE-k интенсивность флуоресценции снижается.Transfection of A431 and K562 cells was performed with solutions of the thio-5'-FITS oligonucleotide 2009 F in the presence of various PGE-k. For the preparation of transfection mixtures in the ratios of the components given in Table. 2, a PGE-k solution (40 μM, in 50 mM Tris-HCl, 0.17 M NaCl, pH 8) and a 50 mM 2009 F solution in water were used. In all experiments, the concentration of the oligonucleotide during incubation was 200 nM. After 18 hours, the culture medium was removed, the glass with the cells was washed twice with phosphate-buffered saline (PBS), the cells were fixed with 4% paraformaldehyde in PBS, enclosed in moviol, and fluorescence was examined using a fluorescence microscope. For flow cytofluorimetry (EPICS C cytofluorimeter, Coulter, Germany), after incubation, the cells were removed from plastic using a solution of 0.05% trypsin in Versen's solution (Sigma, USA), washed with PBS and fixed with 2% paraformaldehyde. To excite fluorescence, an argon laser (Coherent, USA) with a wavelength of 488 nm was used. For microphotographs of cells hereinafter, an Nikon inverted microscope (Japan) and an Opton fluorescence microscope (Germany) were used (Figure 10). The results of the experiments are given in Table. 2. They show that the addition of the PGE-k peptide vector to the fluorescein-labeled thio antisense increases the fluorescence intensity of receptor-enriched cells several times and, consequently, increases the amount of thio antisense delivered to the cells. In K562 receptor-deficient cells, in contrast, when PGE-k is added, the fluorescence intensity decreases.

Пример 15. Определение влияния пептидного вектора PGE-k на доставку в культуры опухолевых клеток плазмидной ДНК.Example 15. Determination of the effect of the peptide vector PGE-k on the delivery of plasmid DNA into tumor cell cultures.

Трансфекцию культур клеток HeLa, А431и К562, подготовленных, как описано в Примере 14, осуществляли растворами препарата плазмиды pEGFP-N1 (Clontech) в воде в присутствии различных количеств PGE-k (Табл. 3). Перед трансфекцией клетки промывали средой DMEM, не содержащей сыворотку, добавляли 2 мл свежей DMEM и инкубировали в течение 2 часов. За 15 мин до трансфекции среду меняли на свежую и добавляли хлорокин (Sigma) в концентрации 25 мкМ.Transfection of HeLa, A431, and K562 cell cultures prepared as described in Example 14 was carried out with solutions of plasmid pEGFP-N1 (Clontech) in water in the presence of various amounts of PGE-k (Table 3). Before transfection, the cells were washed with serum-free DMEM, 2 ml of fresh DMEM was added and incubated for 2 hours. 15 minutes before transfection, the medium was changed to fresh and chlorokine (Sigma) was added at a concentration of 25 μM.

Для приготовления трансфекционных смесей с соотношением компонентов, приведенных в Табл. 3, использовали растворы плазмиды pEGFP-N1 (78 нМ, ~ 220 мкг/мл) в воде и раствор пептидного вектора PGE-k (40 мкМ, в 50 мМ Tris-HCl 0.17M NaCl, pH8). Смеси не теряли трансфицирующих свойств, по крайней мере, в течение недели. Растворы добавляли к клеткам из расчета 1 мкг плазмиды/мл культуры на 24 часа, после чего среду меняли на стандартную среду DMEM и инкубировали 24-96 час. Затем исследовали флуоресценцию трансфицированных клеток, как в Примере 14. Трансфекцию клеток HeLa, A431 и К562 плазмидой с помощью липофектина (InvitroGen, США) проводили в соответствии с протоколом изготовителя. Экспериментальные данные, приведенные в Табл. 3, показывают, что свободная плазмида pEGFP-N1 не трансфицирует опухолевые клетки. В присутствии пептидного вектора формулы SEQ ID №1 происходит трансфекция только рецептор-обогащенных клеток HeLa и A431.For the preparation of transfection mixtures with the ratio of components shown in Table. 3, we used solutions of the pEGFP-N1 plasmid (78 nM, ~ 220 μg / ml) in water and a solution of the PGE-k peptide vector (40 μM, in 50 mM Tris-HCl 0.17M NaCl, pH8). The mixture did not lose transfection properties, at least for a week. The solutions were added to the cells at the rate of 1 μg plasmid / ml culture for 24 hours, after which the medium was changed to standard DMEM medium and incubated for 24-96 hours. Then, fluorescence of transfected cells was examined, as in Example 14. Transfection of HeLa, A431 and K562 cells with plasmid using lipofectin (InvitroGen, USA) was carried out in accordance with the manufacturer's protocol. The experimental data shown in Table. 3 show that the free plasmid pEGFP-N1 does not transfect tumor cells. In the presence of a peptide vector of the formula SEQ ID No. 1, transfection of only HeLa and A431 receptor-enriched cells occurs.

Пример 16. Определение влияния пептидного вектора PGE-k на цитостатическую активность олигонуклеотидов AS-TMO-PO и AS-TMO-PS в отношении опухолевых клеток.Example 16. Determination of the effect of the peptide vector PGE-k on the cytostatic activity of AS-TMO-PO and AS-TMO-PS oligonucleotides against tumor cells.

Клетки аденокарциномы молочной железы человека линии MCF-7, подготовленные, как описано в Примере 14, обрабатывали водными растворами: олигонуклеотида AS-TMO-PO, олигонуклеотида AS-TMO-PS (тио-аналога AS-TMO-PO) или смесями этих олигонуклеотидов с новым пептидным вектором PGE-k в молярных соотношениях 1:5 в диапазоне концентраций 1×10-9-1×10-6 М по олигонуклеотиду. Клетки инкубировали 120 часов в условиях Примера 14. Их выживаемость определяли с помощью МТТ-теста и оценивали в процентах от соответствующего холостого контроля. Трансфекцию олигонуклеотидами с помощью липофектина (InvitroGen, США) проводили в соответствии с протоколом изготовителя. Значения показателя цитостатической активности IC50 для указанных олигонуклеотидов и их смесей с пептидным вектором PGE-k в отношении опухолевых клеток MCF-7 приведены в Табл. 4. Результаты показывают, что AS-TMO-PO не проявляет такой активности ни в свободном виде, ни в присутствии липофектина. В присутствии пептидного вектора формулы SEQ ID №1 оба антисенса проявляют примерно одинаковую цитостатическую активность.MCF-7 human breast adenocarcinoma cells prepared as described in Example 14 were treated with aqueous solutions: AS-TMO-PO oligonucleotide, AS-TMO-PS oligonucleotide (AS-TMO-PO thio analogue), or mixtures of these oligonucleotides with a new peptide vector PGE-k in molar ratios of 1: 5 in the concentration range of 1 × 10 -9 -1 × 10 -6 M oligonucleotide. Cells were incubated for 120 hours under the conditions of Example 14. Their survival was determined using the MTT test and evaluated as a percentage of the corresponding blank control. Transfection with oligonucleotides using lipofectin (InvitroGen, USA) was carried out in accordance with the manufacturer's protocol. The values of the indicator of cytostatic activity of IC 50 for these oligonucleotides and their mixtures with the peptide vector PGE-k against tumor cells MCF-7 are shown in Table. 4. The results show that AS-TMO-PO does not show such activity either in free form or in the presence of lipofectin. In the presence of a peptide vector of the formula SEQ ID No. 1, both antisens exhibit approximately the same cytostatic activity.

ЛитератураLiterature

1. Cristano R.J., Roth J.A. EGF-targeted nucleic acid delivery// Пат. США № WO 96/30536, выдан 03.10.1996.1. Cristano R.J., Roth J.A. EGF-targeted nucleic acid delivery // Pat. US No. WO 96/30536, issued October 3, 1996.

2. Fominaya J., Uherek С., Wels W. A chimeric fusion protein containing transforming growth factor-alpha mediates gene transfer via binding to the EGF receptor// Gene Ther. 1998. V.5. № 4. Р.521-30.2. Fominaya J., Uherek S., Wels W. A chimeric fusion protein containing transforming growth factor-alpha mediates gene transfer via binding to the EGF receptor // Gene Ther. 1998. V.5. No. 4. P.521-30.

3. Collas P., Alestrom P. Nuclear localization signals: a driving force for nuclear transport of plasmid DNA in zebrafish// Biochem. Cell. Biol. 1997. V.75. P.633-640.3. Collas P., Alestrom P. Nuclear localization signals: a driving force for nuclear transport of plasmid DNA in zebrafish // Biochem. Cell. Biol. 1997. V. 75. P.633-640.

4. Siebenkotten G., Christine R. Cellular transport system for the transfer of a nucleic acid through the nuclear envelope and methods thereof// Пат. США № WO 00/40742. Выдан 18.02.2003.4. Siebenkotten G., Christine R. Cellular transport system for the transfer of a nucleic acid through the nuclear envelope and methods thereof // Pat. US No. WO 00/40742. Issued February 18, 2003.

5. Morris M.C., Vidal P., Chaloin L, Heitz F., Divita G. A new peptide vector for efficient delivery of oligonucleotides into mammalian cells// Nucleic Acids Res. 1997. V.25. № 14. Р.2730-2736.5. Morris M.C., Vidal P., Chaloin L, Heitz F., Divita G. A new peptide vector for efficient delivery of oligonucleotides into mammalian cells // Nucleic Acids Res. 1997. V.25. No. 14. R. 2730-2736.

6. Lu Zh., DiBlasio-Smith E.A., Grant K.L., Warne N.W., LaVallie E.R., Collins-Racie L.A., Follettie M.T., Williamson M.J., McCoy J.M. Histidine Patch Thioredoxins. Mutant forms of thioredoxin with metal chelating affinity that provide for convenient purifications of thioredoxin fusion proteins//J. Biol. Chem. 1996. V.271. № 9. P.5059-5065.6. Lu Zh., DiBlasio-Smith E.A., Grant K.L., Warne N.W., LaVallie E.R., Collins-Racie L.A., Follettie M.T., Williamson M.J., McCoy J.M. Histidine Patch Thioredoxins. Mutant forms of thioredoxin with metal chelating affinity that provide for convenient purifications of thioredoxin fusion proteins // J. Biol. Chem. 1996. V.271. No. 9. P.5059-5065.

7. Эльдаров М.А., Кагиянц С.М., Позмогова Г.Е., Луценко С.В., Северин Е.С., Кирпичников М.П., Скрябин К.Г. Штамм дрожжей S. cerevisiae BKM CR-349D - продуцент эпидермального фактора роста человека// Патент РФ 1999. №21505001 выдан 10.06.2000.7. Eldarov M.A., Kagiyants S.M., Pozmogova G.E., Lutsenko S.V., Severin E.S., Kirpichnikov M.P., Skryabin K.G. The yeast strain S. cerevisiae BKM CR-349D - producer of human epidermal growth factor // RF Patent 1999. No. 21505001 issued June 10, 2000.

Приложение 1. Перечень олигодезоксирибонуклеотидных и аминокислотных последовательностей.Appendix 1. The list of oligodeoxyribonucleotide and amino acid sequences.

SEQ ID № 1 - аминокислотная последовательность заявляемого пептидного вектор PGE-k:SEQ ID No. 1 - amino acid sequence of the claimed peptide vector PGE-k:

NH2-Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Glu-Asp-Pro-Tyr-Asn-Ser-Asp-Ser-Glu-Cys-Pro-Leu-Ser-His-Asp-Gly-Tyr-Cys-Leu-His-Asp-Gly-Val-Cys-Met-Tyr-lle-Glu-Ala-Leu-Asp-Lys-Tyr-Ala-Cys-Asn-Cys-Val-Val-Gly-Tyr-lle-Gly-Glu-Arg-Cys-Gln-Tyr-Arg-Asp-Leu-Lys-Trp-Trp-Glu-Leu-Arg-COOHNH 2 -Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Glu-Asp-Pro-Tyr-Asn-Ser-Asp-Ser-Glu-Cys-Pro-Leu-Ser-His-Asp-Gly-Tyr -Cys-Leu-His-Asp-Gly-Val-Cys-Met-Tyr-lle-Glu-Ala-Leu-Asp-Lys-Tyr-Ala-Cys-Asn-Cys-Val-Val-Gly-Tyr-lle -Gly-Glu-Arg-Cys-Gln-Tyr-Arg-Asp-Leu-Lys-Trp-Trp-Glu-Leu-Arg-COOH

SEQ ID № 2 - аминокислотная последовательность остатка пептидного человеческого эпидермального фактора роста:SEQ ID No. 2 - amino acid sequence of the residue of the peptide of human epidermal growth factor:

-Asn-Ser-Asp-Ser-Glu-Cys-Pro-Leu-Ser-His-Asp-Gly-Tyr-Cys-Leu-His-Asp-Gly-Val-Cys-Met-Tyr-lle-Glu-Ala-Leu-Asp-Lys-Tyr-Ala-Cys-Asn-Cys-Val-Val-Gly-Tyr-lle-Gly-Glu-Arg-Cys-Gln-Tyr-Arg-Asp-Leu-Lys-Trp-Trp-Glu-Leu-Arg-COOH-Asn-Ser-Asp-Ser-Glu-Cys-Pro-Leu-Ser-His-Asp-Gly-Tyr-Cys-Leu-His-Asp-Gly-Val-Cys-Met-Tyr-lle-Glu-Ala -Leu-Asp-Lys-Tyr-Ala-Cys-Asn-Cys-Val-Val-Gly-Tyr-lle-Gly-Glu-Arg-Cys-Gln-Tyr-Arg-Asp-Leu-Lys-Trp-Trp -Glu-Leu-Arg-COOH

SEQ ID № 3 - аминокислотная последовательность участка связывания с транспортируемым экзогенным генетическим материалом:SEQ ID No. 3 - amino acid sequence of the binding site with the transported exogenous genetic material:

NH2-Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Glu-Asp-Pro-Tyr-NH 2 -Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Glu-Asp-Pro-Tyr-

SEQ ID №4 - аминокислотная последовательность слитого белка:SEQ ID No. 4 - amino acid sequence of the fused protein:

NH2-X-Y-Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Glu-Asp-Pro-Tyr-Asn-Ser-Asp-Ser-Glu-Cys-Pro-Leu-Ser-His-Asp-Gly-Tyr-Cys-Leu-His-Asp-Gly-Val-Cys-Met-Tyr-lle-Glu-Ala-Leu-Asp-Lys-Tyr-Ala-Cys-Asn-Cys-Val-Val-Gly-Tyr-lle-Gly-Glu-Arg-Cys-Gln-Tyr-Arg-Asp-Leu-Lys-Trp-Trp-Glu-Leu-Arg-COOH, где "X" - остаток тиоредоксина с мутациями Glu30His, Gln62His, "Y" - линкер -(Gly-Ser)2-Gly-(Asp)4-Lys-NH 2 -XY-Lys-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-Glu-Asp-Pro-Tyr-Asn-Ser-Asp-Ser-Glu-Cys-Pro-Leu-Ser-His-Asp-Gly -Tyr-Cys-Leu-His-Asp-Gly-Val-Cys-Met-Tyr-lle-Glu-Ala-Leu-Asp-Lys-Tyr-Ala-Cys-Asn-Cys-Val-Val-Gly-Tyr -lle-Gly-Glu-Arg-Cys-Gln-Tyr-Arg-Asp-Leu-Lys-Trp-Trp-Glu-Leu-Arg-COOH, where "X" is the thioredoxin residue with mutations Glu30His, Gln62His, "Y "- linker - (Gly-Ser) 2 -Gly- (Asp) 4 -Lys-

SEQ ID №5 - нуклеотидная последовательность, кодирующая слитый белок формулы SEQ ID № 4:SEQ ID No. 5 is the nucleotide sequence encoding a fusion protein of the formula SEQ ID No. 4:

5'-ATGAGCGATAAAATTATTCACCTGACTGACGACAGTTTTGACACGGATGTACTCAAAGCGGACGGGGCGATCCTCGTCGATTTCTGGGCACACTGGTGCGGTCCGTGCAAAATGATCGCCCCGATTCTGGATGAAATCGCTGACGAATATCAGGGCAAACTGACCGTTGCAAAACTGAACATCGATCATAACCCTGGCACTGCGCCGAAATATGGCATCCGTGGTATCCCGACTCTGCTGCTGTTCAAAAACGGTGAAGTGGCGGCAACCAAAGTGGGTGCACTGTCTAAAGGTCAGTTGAAAGAGTTCCTCGACGCTAACCTGGCCGGCTCTGGTTCTGGTGATGACGATGACAAGAAAAAAAAGAAACGTAAAGTTGAGGATCCGTACAATTCTGACTCTGAATGCCCATTGTCTCACGACGGTTACTGCTTGCACGACGGTGTTTGCATGTACATCGAAGCTCTGGACAAATACGCTTGCAACTGCGTTGTTGGTTACATCGGTGAACGTTGCCAATACCGAGATCTGAAATGGTGGGAACTGCGTTGA-3'5'-ATGAGCGATAAAATTATTCACCTGACTGACGACAGTTTTGACACGGATGTACTCAAAGCGGACGGGGCGATCCTCGTCGATTTCTGGGCACACTGGTGCGGTCCGTGCAAAATGATCGCCCCGATTCTGGATGAAATCGCTGACGAATATCAGGGCAAACTGACCGTTGCAAAACTGAACATCGATCATAACCCTGGCACTGCGCCGAAATATGGCATCCGTGGTATCCCGACTCTGCTGCTGTTCAAAAACGGTGAAGTGGCGGCAACCAAAGTGGGTGCACTGTCTAAAGGTCAGTTGAAAGAGTTCCTCGACGCTAACCTGGCCGGCTCTGGTTCTGGTGATGACGATGACAAGAAAAAAAAGAAACGTAAAGTTGAGGATCCGTACAATTCTGACTCTGAATGCCCATTGTCTCACGACGGTTACTGCTTGCACGACGGTGTTTGCATGTACATCGAAGCTCTGGACAAATACGCTTGCAACTGCGTTGTTGGTTACATCGGTGAACGTTGCCAATACCGAGATCTGAAATGGTGGGAACTGCGTTGA-3 '

Таблица 1Table 1 Список использованных олигодезоксирибонуклеотидов.List of oligodeoxyribonucleotides used. Название олигонуклеотидаThe name of the oligonucleotide Нуклеотидная последовательностьNucleotide sequence C-linkerC-linker 5’-CTCAACTTTACGTTTCTTTTTTTTCTTGTCATCGTCATCACC-3'5’-CTCAACTTTACGTTTCTTTTTTTTTCTTGTCATCGTCATCACC-3 ' E30LE30l 5'-CACCAGTGTGCCCAGAAATCGAC-3'5'-CACCAGTGTGCCCAGAAATCGAC-3 ' E30RE30r 5'-GGGCACACTGGTGCGGTCCGTG-3'5'-GGGCACACTGGTGCGGTCCGTG-3 ' N-EGFN-egf 5'-GATCCGTACAATTCTGACTCTGAATGC-3'5'-GATCCGTACAATTCTGACTCTGAATGC-3 ' Q62LQ62L 5’-CAGGGTTATGATCGATGTTCAG-3'5’-CAGGGTTATGATCGATGTTCAG-3 ' Q62RQ62R 5'-CGATCATAACCCTGGCACTG-3'5'-CGATCATAACCCTGGCACTG-3 ' SP6SP6 5’-TATTTAGGTGACACTATAG-3'5’-TATTTAGGTGACACTATAG-3 ' SpE1SpE1 5'-GGCTCTGGTTCTGGTGATGACGATGACAAG-3'5'-GGCTCTGGTTCTGGTGATGACGATGACAAG-3 ' SpE2SpE2 5’-AATTCTTGTCATCGTCATCACCAGAACCAGAGCC-3'5’-AATTCTTGTCATCGTCATCACCAGAACCAGAGCC-3 ' Т7T7 5’-TAATACGACTCACTATAGGG-3'5’-TAATACGACTCACTATAGGG-3 ' Thio3Thio3 5’-GCCGGCCAGGTTAGCGTCGAGG-3'5’-GCCGGCCAGGTTAGCGTCGAGG-3 ' Thio5Thio5 5'-CATATGAGCGATAAAATTATTCACC-3'5'-CATATGAGCGATAAAATTATTCACC-3 ' AS-TMO-POAS-TMO-PO 5'-TTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3'5'-TTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3 ' AS-TMO-PSAS-TMO-PS Thio-5'-TTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3'Thio-5'-TTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG-3 ' 2009F2009F Thio-5'-Fitc-AATCCTCCCCCAGTTCACCC-3'Thio-5'-Fitc-AATCCTCCCCCAGTTCACCC-3 ' Таблица 2table 2 Влияние вектора PGE-k формулы SEQ ID №1 на доставку тио-5'-флюоресцеин-меченного антисенс-олигонуклеотида 2009F в клетки линии А431 и К562.The effect of the PGE-k vector of the formula SEQ ID No. 1 on the delivery of thio-5'-fluorescein-labeled antisense oligonucleotide 2009F to A431 and K562 cells. Линия КлетокCell Line ДобавленоAdded СоотношениеRatio Интенсивность флуоресценции, у.е., среднееFluorescence intensity, cu, average % клеток% cells Отношение к интенсивности флуоресценции. 2009FRelation to fluorescence intensity. 2009F А431A431 00   3,833.83 0,60.6     2009F2009F   17,217,2 97,197.1     PGEk:2009FPGEk: 2009F 3:13: 1 47,147.1 99,899.8 3,23.2   PGEk:2009FPGEk: 2009F 5:15: 1 64,464,4 99,999.9 4,54,5   PGEk:2009FPGEk: 2009F 10:110: 1 73,673.6 100100 5,25.2 К562K562 00   5,075.07 0,250.25     2009F2009F   54,454,4 96,896.8     PGEk:2009FPGEk: 2009F 10:110: 1 47,947.9 95,795.7 0,870.87

Таблица 3Table 3 Влияние вектора PGE-k формулы SEQ ID №1 на доставку репортерной плазмиды pEGFP-N1 в опухолевые клетки HeLa.The effect of the PGE-k vector of the formula SEQ ID No. 1 on the delivery of the reporter plasmid pEGFP-N1 to HeLa tumor cells. ДобавленоAdded Соотношение, Ratio, % флуоресцирующих клеток% fluorescent cells   моль/мольmol / mol Культура клетокCell culture     HeLaHela А431A431 К562K562 PEGFP-N1 липофектинPEGFP-N1 Lipofectin   85-9085-90 85-9585-95 85-9085-90 PEGFP-N1PEGFP-N1   00 00 00 PEGFP-N1:PGE-kPEGFP-N1: PGE-k 1:11: 1 00 00 00 PEGFP-N1:PGE-kPEGFP-N1: PGE-k 1:81: 8 20-3020-30 25-3525-35 00 PEGFP-N1:PGE-kPEGFP-N1: PGE-k 1:161:16 20-3020-30 40-4540-45 00 PEGFP-N1:PGE-kPEGFP-N1: PGE-k 1:251:25 40-4640-46 50-5650-56 00 PEGFP-N1:PGE-kPEGFP-N1: PGE-k 1:321:32 20-3020-30 40-4540-45 00 PEGFP-N1:PGE-kPEGFP-N1: PGE-k 1:64 - 50001:64 - 5000 00 00 00 Таблица 4Table 4 Определение цитостатической активности олигонуклеотидов AS-ТМО-РО и AS-TMO-PS в отношении культуры опухолевых клеток линии MCF-7.Determination of the cytostatic activity of oligonucleotides AS-TMO-PO and AS-TMO-PS in relation to the culture of tumor cells of the MCF-7 line. ДобавленоAdded IC50 AS-TMO-PO, нМIC 50 AS-TMO-PO, nM IC50 AS-TMO-PS, нМIC 50 AS-TMO-PS, nM 00 не найдено (>1000)not found (> 1000) не найдено (>1000)not found (> 1000) ЛипофектинLipofectin не найдено (>1000)not found (> 1000) 109109 PGE-k, в молярном соотношении олигонуклеотид-белок 1:5PGE-k, in a molar ratio of oligonucleotide protein of 1: 5 ~470~ 470 ~470~ 470

Claims (7)

1. Пептидный вектор PGE-k, обеспечивающий избирательный транспорт экзогенного генетического материала в живую клетку, млекопитающих и человека, несущую наружные рецепторы к эпидермальному фактору роста, и последующее поступление материала в ядро указанной клетки, с аминокислотной последовательностью SEQ ID №1, состоящей из аминокислотной последовательности человеческого эпидермального фактора роста (SEQ ID №2), которая является участком связывания с наружными рецепторами названной клетки, и модифицированной последовательности сигнального пептида Т-антигена SV-40 (SEQ ID №3), которая отвечает за связывание экзогенного генетического материала и преодоление им ядерной оболочки указанной клетки.1. The peptide vector PGE-k, providing selective transport of exogenous genetic material into a living cell, mammals and humans, carrying external receptors for epidermal growth factor, and the subsequent entry of the material into the nucleus of the specified cell, with the amino acid sequence SEQ ID No. 1, consisting of the amino acid the sequence of human epidermal growth factor (SEQ ID No. 2), which is the binding site to the external receptors of the named cell, and a modified signal sequence peptide T-antigen SV-40 (SEQ ID No. 3), which is responsible for the binding of exogenous genetic material and overcoming the nuclear membrane of the specified cell. 2. Нуклеотидная последовательность, кодирующая слитый белок, который состоит из мутантного тиоредоксина (Glu30His, Gln62His), линкерной последовательности -(Gly-Ser)2-Gly-(Asp)4-Lys-, специфически расщепляемой энтерокиназой, и пептидного вектора по п.1, и характеризуется аминокислотной последовательностью SEQ ID №4.2. The nucleotide sequence encoding a fusion protein, which consists of a mutant thioredoxin (Glu30His, Gln62His), a linker sequence - (Gly-Ser) 2-Gly- (Asp) 4-Lys-, specifically cleaved by enterokinase, and the peptide vector according to claim 1, and is characterized by the amino acid sequence of SEQ ID No. 4. 3. Нуклеотидная последовательность по п.2, отличающаяся тем, что представляет собой SEQ ID №5.3. The nucleotide sequence according to claim 2, characterized in that it is SEQ ID No. 5. 4. Рекомбинантная плазмида pGEK для экспрессии слитого белка, включающего пептидный вектор по п.1, которая характеризуется тем, что имеет размер 3691 п.о. и состоит из:4. Recombinant plasmid pGEK for expression of a fusion protein comprising the peptide vector according to claim 1, which is characterized in that it has a size of 3691 bp and consists of: - NdeI/AatII фрагмента плазмиды pGEMEX-1, имеющего размер 2347 п.о. и содержащего участок инициации репликации Ori и ген устойчивости к ампициллину Вlа;- NdeI / AatII fragment of the plasmid pGEMEX-1, having a size of 2347 bp and comprising an Ori replication initiation site and an ampicillin Bla resistance gene; - AatII/HindIII фрагмента плазмиды pGEMEX-1, имеющего размер 755 п.о. и содержащего flOri,- AatII / HindIII fragment of plasmid pGEMEX-1, having a size of 755 bp and containing flOri, - нуклеотидной последовательности по п.3.- the nucleotide sequence according to claim 3. 5. Штамм Escherichia coli В-8389 ВКПМ, содержащий рекомбинантную плазмиду pGEK,-продуцент слитого белка, включающего пептидный вектор, который обеспечивает избирательный транспорт экзогенного генетического материала в клетку млекопитающего и человека.5. The strain Escherichia coli B-8389 VKPM containing the recombinant plasmid pGEK is a producer of a fusion protein comprising a peptide vector that provides selective transport of exogenous genetic material into a mammalian and human cell. 6. Способ получения пептидного вектора, предусматривающий:6. A method of obtaining a peptide vector, comprising: - культивирование трансгенного штамма по п.5 в условиях, обеспечивающих экспрессию включающего пептидный вектор слитого белка;- culturing the transgenic strain according to claim 5 under conditions ensuring the expression of a fusion protein comprising a peptide vector; - выделение и последующий гидролиз слитого белка энтерокиназой или другой протеазой, распознающей включенную в него линкерную последовательность и специфически расщепляющей пептидную связь, следующую за указанным линкером, и- isolation and subsequent hydrolysis of the fused protein with an enterokinase or other protease that recognizes the linker sequence included in it and specifically cleaves the peptide bond following the linker, and - выделение целевого продукта.- selection of the target product. 7. Способ генетической модификации живой клетки млекопитающих и человека, несущей наружные рецепторы к эпидермальному фактору роста, предусматривающий контактирование названной клетки с экзогенным генетическим материалом в присутствии пептидного вектора, состоящего из последовательности, обеспечивающей избирательный транспорт экзогенного генетического материала к клетке-мишени и через ее клеточную мембрану, и производного последовательности сигнала ядерной локализации, отличающийся тем, что используют пептидный вектор по п.1.7. A method for the genetic modification of a living mammalian cell and human carrying external receptors for epidermal growth factor, comprising contacting the named cell with exogenous genetic material in the presence of a peptide vector consisting of a sequence that provides selective transport of exogenous genetic material to the target cell and through its cellular a membrane and a derivative of a nuclear localization signal sequence, characterized in that the peptide vector according to claim 1 is used.
RU2003125289/13A 2003-08-18 2003-08-18 Peptide vector, method for its preparing, nucleotide sequence, recombinant plasmid dna and strain escherichia coli b-8389 vkpm for its preparing, method for genetic modification of mammalian and human cells RU2248983C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003125289/13A RU2248983C1 (en) 2003-08-18 2003-08-18 Peptide vector, method for its preparing, nucleotide sequence, recombinant plasmid dna and strain escherichia coli b-8389 vkpm for its preparing, method for genetic modification of mammalian and human cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003125289/13A RU2248983C1 (en) 2003-08-18 2003-08-18 Peptide vector, method for its preparing, nucleotide sequence, recombinant plasmid dna and strain escherichia coli b-8389 vkpm for its preparing, method for genetic modification of mammalian and human cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003125289A RU2003125289A (en) 2005-02-27
RU2248983C1 true RU2248983C1 (en) 2005-03-27

Family

ID=35286022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003125289/13A RU2248983C1 (en) 2003-08-18 2003-08-18 Peptide vector, method for its preparing, nucleotide sequence, recombinant plasmid dna and strain escherichia coli b-8389 vkpm for its preparing, method for genetic modification of mammalian and human cells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2248983C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771374C1 (en) * 2019-04-04 2022-05-04 Редженерон Фармасьютикалс, Инк. Methods for seamless introduction of target modifications to directional vectors

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA037848B1 (en) * 2016-07-14 2021-05-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Биохимический Агент" Fusion protein, polynucleotide, genetic construct, producer, preparation for regeneration of cartilage (variants)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
COLLASP, ALESTROMP., Cell BioL, 1997, 75(5), 633-640. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771374C1 (en) * 2019-04-04 2022-05-04 Редженерон Фармасьютикалс, Инк. Methods for seamless introduction of target modifications to directional vectors

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003125289A (en) 2005-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7306696B2 (en) RNA-guided nucleic acid-modifying enzyme and method of use thereof
CA2367636C (en) Fusion proteins
KR101971021B1 (en) Advanced macromolecule transduction domain (amtd) sequences for improvement of cell-permeability, polynucleotides encoding the same, method to identify the unique features of amtds comprising the same, method to develop the amtd sequences comprising the same
KR20190071725A (en) RNA-guided nucleic acid modification enzymes and methods for their use
CN109312315B (en) Carrier-free delivery of gene-editing proteins and compositions to cells and tissues
KR20190133699A (en) Nucleic acid encoding CRISPR-associated protein and uses thereof
KR20160067219A (en) Polynucleotides encoding low density lipoprotein receptor
AU2002252867A1 (en) Fusion proteins
JP2013212114A (en) Cytotoxic ribonuclease variant
CN113811611A (en) Nontoxic CAS9 enzyme and application thereof
JP2021521884A (en) Genome editing method and composition
JP2022500436A (en) Polynucleotide encoding glucose-6-phosphatase for treating glycogen storage disease
JP2020533967A (en) Improved transposase polypeptide and its use
KR20210039983A (en) Methods and compositions for genome editing
Ryu et al. Gene editing particle system as a therapeutic approach for drug-resistant colorectal cancer
US6921816B2 (en) Chimerical peptide-nucleic acid fragment, process for producing the same and its for appropriately introducing nucleic acids into cell organelles and cells
JP2011504375A (en) Pharmaceutical composition and method for introducing nucleic acid into cells
RU2248983C1 (en) Peptide vector, method for its preparing, nucleotide sequence, recombinant plasmid dna and strain escherichia coli b-8389 vkpm for its preparing, method for genetic modification of mammalian and human cells
WO2018236131A1 (en) Angiopoietin-1- or vegf-secreting stem cell and pharmaceutical composition for prevention or treatment of cardiovascular disease, comprising same
KR20030022764A (en) Method for transfer of molecular substances with prokaryotic nucleic acid-binding proteins
CA3130645A1 (en) Use of an improved sleeping beauty transposase with increased solubility to facilitate and control transfection of a target cell with a transgene
JP3965448B2 (en) Compounds for introducing substances into specific intracellular sites
JP2002507429A (en) Nucleic acid transfer vectors, compositions containing the vectors and uses thereof
JP2016535600A (en) Cell transport
WO2024075767A1 (en) Method for introducing nucleic acid into mitochondrion

Legal Events

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

Effective date: 20050819

PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20180928

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200819