RU2377993C2 - Method for making low-molecular heparin - Google Patents

Method for making low-molecular heparin Download PDF

Info

Publication number
RU2377993C2
RU2377993C2 RU2007141148/15A RU2007141148A RU2377993C2 RU 2377993 C2 RU2377993 C2 RU 2377993C2 RU 2007141148/15 A RU2007141148/15 A RU 2007141148/15A RU 2007141148 A RU2007141148 A RU 2007141148A RU 2377993 C2 RU2377993 C2 RU 2377993C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heparin
lysozyme
enzyme
molecular heparin
molecular weight
Prior art date
Application number
RU2007141148/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007141148A (en
Inventor
Галина Евгеньевна Банникова (RU)
Галина Евгеньевна Банникова
Наталья Николаевна Дрозд (RU)
Наталья Николаевна Дрозд
Валерий Петрович Варламов (RU)
Валерий Петрович Варламов
Владимир Александрович Макаров (RU)
Владимир Александрович Макаров
Александр Сергеевич Толстенков (RU)
Александр Сергеевич Толстенков
Елена Сергеевна Лапикова (RU)
Елена Сергеевна Лапикова
Наджия Таировна Мифтахова (RU)
Наджия Таировна Мифтахова
Алла Викторовна Ильина (RU)
Алла Викторовна Ильина
Сергей Александрович Лопатин (RU)
Сергей Александрович Лопатин
Константин Георгиевич Скрябин (RU)
Константин Георгиевич Скрябин
Original Assignee
Государственное учреждение гематологический научный центр Российской академии медицинских наук (ГУ ГНЦ РАМН)
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 Государственное учреждение гематологический научный центр Российской академии медицинских наук (ГУ ГНЦ РАМН), Центр "Биоинженерия" Ран filed Critical Государственное учреждение гематологический научный центр Российской академии медицинских наук (ГУ ГНЦ РАМН)
Priority to RU2007141148/15A priority Critical patent/RU2377993C2/en
Publication of RU2007141148A publication Critical patent/RU2007141148A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2377993C2 publication Critical patent/RU2377993C2/en

Links

Landscapes

  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention concerns medicine, more exactly to drug technology intended for treatment of thrombotic conditions. There is offered method for making low-molecular heparin with using enzyme depolymerisation, characterised by adding dry lysozyme to 1% heparin in 0.1 M NaCl in the weight relation 1:100, mixing at 50°C within 3 hours, desalting with sephadex column and lyophilised.
EFFECT: invention ensures production of low-molecular heparin with using ovalbumin lysozyme enzyme.
3 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для создания эффективного средства профилактики и лечения тромботических состояний (инфаркты, инсульты, тромбозы различной локализации).The invention relates to medicine and can be used to create an effective means of prevention and treatment of thrombotic conditions (heart attacks, strokes, thromboses of various localization).

В последнее десятилетие низкомолекулярные гепарины (НМГ) с более узким молекулярно-массовым распределением 4-6 кДа начали вытеснять нефракционированный гепарин (НФГ) как лекарственный препарат. Главное преимущество НМГ следует из их фармакокинетических свойств: в 2-4 раза большее время полувыведения из организма, заметно лучшая биодоступность при подкожном введении и более стабильная дозовая реакция (доза может быть рассчитана только исходя из веса пациента, без дополнительного лабораторного исследования). Меньший токсический эффект связан с вызываемой нефракционированным гепарином тромбоцитопенией, что, в свою очередь, обусловлено меньшим взаимодействием НМГ с тромбоцитами.In the last decade, low molecular weight heparins (NMH) with a narrower molecular weight distribution of 4-6 kDa have begun to displace unfractionated heparin (UFH) as a drug. The main advantage of LMWH follows from their pharmacokinetic properties: a 2-4 times longer half-life from the body, noticeably better bioavailability with subcutaneous administration and a more stable dose response (the dose can be calculated only based on the patient’s weight, without additional laboratory tests). A smaller toxic effect is associated with thrombocytopenia caused by unfractionated heparin, which, in turn, is due to a lesser interaction of LMWH with platelets.

Ранее авторами была показана возможность получения НМГ под действием гидролитических ферментов, никогда с этой целью не использованных, таких как папани, химотрипсин, «протеаза С» или целловиридин [1].Previously, the authors have shown the possibility of obtaining LMWH under the action of hydrolytic enzymes that have never been used for this purpose, such as papani, chymotrypsin, “protease C”, or celloviridine [1].

Цель изобретения - получение НМГ с помощью фермента лизоцима яичного белка. Данная цель достигается тем, что для гидролиза используется фермент лизоцим. Он легко доступен, дешев. Ранее НМГ с помощью лизоцима никто не получал.The purpose of the invention is the production of LMWH using the enzyme lysozyme egg white. This goal is achieved by the fact that the enzyme lysozyme is used for hydrolysis. It is easily available, cheap. Previously, no one received LMWH with lysozyme.

Лизоцим - мураминидаза, фермент класса гидролаз способен разрушать стенку бактериальной клетки, в результате чего происходит ее растворение (лизис). Он действует на один из основных компонентов бактериальной клетки - сложный полисахарид, состоящий из двух типов аминосахаров [2]. Известно применение лизоцима для гидролиза хитозана [3].Lysozyme - muraminidase, an enzyme of the hydrolase class is able to destroy the wall of a bacterial cell, as a result of which it dissolves (lysis). It acts on one of the main components of a bacterial cell - a complex polysaccharide consisting of two types of amino sugars [2]. The use of lysozyme for the hydrolysis of chitosan is known [3].

Наиболее близким по технической сущности является способ получения НМГ путем частичной деполимеризации под действием иммобилизованных гидролаз [1].The closest in technical essence is the method of obtaining NMH by partial depolymerization under the action of immobilized hydrolases [1].

Сущность предложенного способа заключается в том, что в случае использования лизоцима добавляли фермент к раствору гепарина в 0,1 М NaCl в соотношении 1:100 и раствор термостатировали при температуре 50°C в течение 3 часов, обессоливали на колонке с сефадексом G-10. Высушивали лиофильно. С выходом около 70-80% получали гепарин с молекулярной массой на 40-50% ниже, чем у исходного гепарина.The essence of the proposed method is that in the case of using lysozyme, the enzyme was added to a solution of heparin in 0.1 M NaCl in a ratio of 1: 100 and the solution was thermostated at a temperature of 50 ° C for 3 hours, desalted on a column with Sephadex G-10. Freeze-dried. With a yield of about 70-80%, heparin was obtained with a molecular weight of 40-50% lower than that of the starting heparin.

Лизоцим, в виде раствора с целью деполимеризации гепарина, использован авторами впервые. При этом установлено, что анти Ха-активность целевого продукта составляет 139±8 ЕД/мг, что соответствует удельной активности такого препарата НМГ, как фраксипарин 120-160 ЕД/мг.Lysozyme, in the form of a solution for the purpose of depolymerization of heparin, was used by the authors for the first time. It was found that the anti-Xa activity of the target product is 139 ± 8 U / mg, which corresponds to the specific activity of an LMWH preparation such as fraxiparin 120-160 U / mg.

Авторы исследовали влияние низкомолекулярного гепарина (НМГр) с молекулярной массой 6,8 кДа, полученного с помощью гидролиза нефракционированного гепарина (НФГ "Белмедпрепараты" ОАО, молекулярная масса 13,8 кДа) лизоцимом в растворе на изменение времени свертывания плазмы крови человека в тесте активированного частичного тромбопластинового времени (аЧТВ, влияние на внутренний путь свертывания крови) и РеаКлот НПО "Ренам" (влияние на активность фактора Ха) [4]. Лиофильно высушенную плазму человека приобретали в НПО «Ренам». Для расчета специфических антитромбиновой (антифактор IIа, aIIa) и антифактор Ха (аХа) активностей использовали калибровочную кривую 1-го Международного стандарта низкомолекулярного гепарина (NIBSC).The authors investigated the effect of low molecular weight heparin (NMHy) with a molecular weight of 6.8 kDa obtained by hydrolysis of unfractionated heparin (UFH Belmedpreparaty OJSC, molecular weight 13.8 kDa) with lysozyme in solution on the change in the coagulation time of human blood plasma in the activated partial thromboplastin time (aPTT, effect on the internal blood coagulation pathway) and ReaClot NPO Renam (effect on factor Xa activity) [4]. Lyophilically dried human plasma was purchased at the Renam NGO. To calculate specific antithrombin (antifactor IIa, aIIa) and antifactor Xa (aXa) activities, the calibration curve of the 1st International Standard for Low Molecular Weight Heparin (NIBSC) was used.

Возможность осуществления заявляемого изобретения показана следующими примерами.The possibility of carrying out the claimed invention is shown by the following examples.

Пример 1. К 10 мл 1% раствора гепарина (молекулярная масса 13,8 кДа) в 0,1 М NaCl добавляли 1 мг лизоцима. Весовое соотношение фермента к навеске гепарина 1:100. Суспензию перемешивали при 50°C в течение 3 ч и обессоливали на колонке с сефадексом G-10 (2,5×42 см), элюент вода, скорость элюции 80 мл/ч, высушивали лиофильно. Получали 70 мг (70% от исходного) с молекулярной массой 6,8 кДа (НМГр).Example 1. To 10 ml of a 1% solution of heparin (molecular weight 13.8 kDa) in 0.1 M NaCl was added 1 mg of lysozyme. The weight ratio of enzyme to sample of heparin is 1: 100. The suspension was stirred at 50 ° C for 3 h and desalted on a Sephadex G-10 column (2.5 × 42 cm), eluent water, elution rate 80 ml / h, freeze-dried. Received 70 mg (70% of the original) with a molecular weight of 6.8 kDa (NMR).

Пример 2. К смеси 0,06 мл плазмы и 0,06 мл аЧТВ-реагента (НПО "Ренам") добавляли 0,05 мл растворов НФГ или НМГр в конечных концентрациях 0,14-2,20 мкг/мл. Через 3 мин инкубации при 37°С добавляли 0,06 мл 0,025 М раствора CaCl2 и фиксировали время (сек) появления фибринового сгустка. Отмечали достоверное удлинение времени свертывания плазмы с увеличением концентрации образцов (Таблица 1). Антитромбиновые активности (aIIa) НФГ и НМГр при сравнении со стандартом составили 128±3 ЕД/мг и 120±5 ЕД/мг соответственно.Example 2. To a mixture of 0.06 ml of plasma and 0.06 ml of aPTT reagent (NPO Renam) was added 0.05 ml of solutions of UFH or NMHr at final concentrations of 0.14-2.20 μg / ml. After 3 minutes of incubation at 37 ° C, 0.06 ml of a 0.025 M CaCl 2 solution was added and the time (sec) for the appearance of the fibrin clot was recorded. A significant elongation of the clotting time of plasma with increasing concentration of samples was noted (Table 1). Antithrombin activity (aIIa) of UFH and NMHr when compared with the standard was 128 ± 3 U / mg and 120 ± 5 U / mg, respectively.

Пример 3. К смеси 0,099 мл плазмы и 0,025 мл раствора фактора Ха (НПО "Ренам") добавляли 0,01 мл растворов НФГ или НМГр в конечных концентрациях 0,07-0,47 мкг/мл. Через 2 мин инкубирования при 37°С добавляли 0,06 мл 0,035 М раствораExample 3. To a mixture of 0.099 ml of plasma and 0.025 ml of a solution of factor Xa (NPO Renam) was added 0.01 ml of solutions of UFH or NMHr at final concentrations of 0.07-0.47 μg / ml. After 2 min incubation at 37 ° C, 0.06 ml of a 0.035 M solution was added

СаСl2 и фиксировали время (сек) появления фибринового сгустка. Отмечали достоверное удлинение времени свертывания плазмы с увеличением концентрации образцов (Таблица 2). Активности против фактора Ха (аХа) для НФГ и НМГр при сравнении со стандартом составили 117±10 ЕД/мг и 139±8 ЕД/мг.CaCl 2 and recorded the time (sec) the appearance of a fibrin clot. A significant elongation of the clotting time of plasma with an increase in the concentration of samples was noted (Table 2). The activity against factor Xa (aXa) for UFH and NMHG when compared with the standard was 117 ± 10 U / mg and 139 ± 8 U / mg.

Таблица 1Table 1 Время появления сгустка плазмы (сек) в тесте активированного частичного тромбопластинового времени (аЧТВ)Plasma clot appearance time (sec) in the activated partial thromboplastin time test (aPTT) шифрcipher Конечная концентрация, мкг/млFinal concentration, mcg / ml 00 0,220.22 0,270.27 0,30.3 0,360.36 0,430.43 0,540.54 0,720.72 1,11,1 2,22.2 НФГUFG 30,0±1,830.0 ± 1.8 32,3±2,732.3 ± 2.7 33,9±2,533.9 ± 2.5 36,1±3,0*36.1 ± 3.0 * 37,2±3,3*37.2 ± 3.3 * 38±4,0*38 ± 4.0 * 43,4±3,8**43.4 ± 3.8 ** 51,4±4,4**51.4 ± 4.4 ** 69,5±6,7***69.5 ± 6.7 *** 114,7±12,3***114.7 ± 12.3 *** НМГрNMHr 31,7±1,531.7 ± 1.5 32,8±3,732.8 ± 3.7 35,8±2,835.8 ± 2.8 36,7±3,5*36.7 ± 3.5 * 37,5±3,5*37.5 ± 3.5 * 42,6±3,9**42.6 ± 3.9 ** 49,9±4,1**49.9 ± 4.1 ** 68,7±5,9***68.7 ± 5.9 *** 110±9,9***110 ± 9.9 *** * - р<0.05, ** - р<0.01 и *** - р<0.001 достоверность различий с показаниями при конечной концентрации гепаринов 0 мкг/мл* - p <0.05, ** - p <0.01 and *** - p <0.001 significance of differences with indications at a final heparin concentration of 0 μg / ml

Таблица 2table 2 Время появления сгустка плазмы (сек) в тесте РеаКлотPlasma clot appearance time (sec) in ReaClot test шифрcipher Конечная концентрация, мкг/млFinal concentration, mcg / ml 00 0,070,07 0,140.14 0,180.18 0,230.23 0,280.28 0,350.35 0,470.47 НФГUFG 19,4±1,319.4 ± 1.3 20,0±2,320.0 ± 2.3 20,2±2,120.2 ± 2.1 20,8±1,720.8 ± 1.7 22,1±1,922.1 ± 1.9 22,5±2,022.5 ± 2.0 28,8±2,4**28.8 ± 2.4 ** 37,9±2,8***37.9 ± 2.8 *** НМГрNMHr 20,9±1,520.9 ± 1.5 21,8±1,921.8 ± 1.9 24,5±2,1*24.5 ± 2.1 * 26,1±2,3**26.1 ± 2.3 ** 27,2±1,9**27.2 ± 1.9 ** 33,6±2,5***33.6 ± 2.5 *** 43,8±3,1**43.8 ± 3.1 ** * - р<0.05, ** - р<0.01 и *** - р<0.001 достоверность различий с показаниями при конечной концентрации гепаринов 0 мкг/мл* - p <0.05, ** - p <0.01 and *** - p <0.001 significance of differences with indications at a final heparin concentration of 0 μg / ml

Таким образом, при деполимеризации нефракционированного гепарина (отношение активностей aXa/aIIa=0,9) лизоцимом в растворе мы получаем гепарин с молекулярной массой, меньшей в сравнении с исходным НФГ. При этом отношение активностей аХа /aIIa увеличивается в 1,2 раза.Thus, upon depolymerization of unfractionated heparin (activity ratio aXa / aIIa = 0.9) with lysozyme in solution, we obtain heparin with a molecular weight lower in comparison with the initial UFH. The ratio of the activity of aXa / aIIa increases by 1.2 times.

Список литературыBibliography

1. Г.Е.Банникова, В.П.Варламов, Н.Н.Дрозд, В.А.Макаров, В.Е.Тихонов, К.Г.Скрябин, патент РФ № 2295538 от 20 марта 2007 г., Бюлл. Открыт., № 5 (2007).1. G.E. Bannikova, V.P. Varlamov, N.N. Drozd, V.A. Makarov, V.E. Tikhonov, K. G. Skryabin, RF patent No. 2295538 dated March 20, 2007, Bull . Open., No. 5 (2007).

2. Бернхард С., Структура и функция ферментов. М., 1971.2. Bernhard S., Structure and function of enzymes. M., 1971.

3. Ильина А.В., Варламов В.П. Ферментативная деполимеризация N-сукцинилхитозана. Биоорг.Хим. 2007; 33(1):156-9.3. Ilyina A.V., Varlamov V.P. Enzymatic depolymerization of N-succinylchitosan. Bioorg.Chem. 2007; 33 (1): 156-9.

4. Bates SM, Weitz JI // Circulation. 2005. V 112. N 4. P 53-60.4. Bates SM, Weitz JI // Circulation. 2005. V 112. N 4. P 53-60.

Claims (1)

Способ получения низкомолекулярного гепарина с помощью ферментативной деполимеризации, характеризующийся тем, что лизоцим в сухом виде добавляют к 1%-ному раствору гепарина в 0,1 М NaCl в весовом соотношении 1:100, перемешивают при 50°C в течение 3 ч, обессоливают на колонке с сефадексом и лиофильно высушивают. A method of producing low molecular weight heparin by enzymatic depolymerization, characterized in that lysozyme is added in dry form to a 1% solution of heparin in 0.1 M NaCl in a weight ratio of 1: 100, stirred at 50 ° C for 3 hours, desalted column with Sephadex and freeze-dried.
RU2007141148/15A 2007-11-08 2007-11-08 Method for making low-molecular heparin RU2377993C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141148/15A RU2377993C2 (en) 2007-11-08 2007-11-08 Method for making low-molecular heparin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141148/15A RU2377993C2 (en) 2007-11-08 2007-11-08 Method for making low-molecular heparin

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009112010/13A Division RU2396282C1 (en) 2009-04-02 2009-04-02 Method for preparing heparin with low molecular weight and anticoagulant activity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007141148A RU2007141148A (en) 2009-05-20
RU2377993C2 true RU2377993C2 (en) 2010-01-10

Family

ID=41021205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007141148/15A RU2377993C2 (en) 2007-11-08 2007-11-08 Method for making low-molecular heparin

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377993C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105175578A (en) * 2015-10-23 2015-12-23 南通仁寿食品有限公司 Extraction technology of heparin sodium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105175578A (en) * 2015-10-23 2015-12-23 南通仁寿食品有限公司 Extraction technology of heparin sodium

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007141148A (en) 2009-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Preparation and anticoagulation activity of sodium cellulose sulfate
Toida et al. Structure and bioactivity of sulfated polysaccharides
US20240066048A1 (en) Short-acting heparin-based anticoagulant compounds and methods
Gui et al. Chemical characteristics and antithrombotic effect of chondroitin sulfates from sturgeon skull and sturgeon backbone
Chandarajoti et al. The design and synthesis of new synthetic low‐molecular‐weight heparins
JP5351770B2 (en) Low molecular weight heparins comprising at least one covalent bond with biotin or a biotin derivative, methods for their production and their use.
TWI769176B (en) Biosynthetic heparin
CN101495517A (en) Low molecular weight heparin composition and uses thereof
HUT64087A (en) Process for producing n,o-sulfated heparosanes of high molecular weigh and pharmaceutical compositions comprising such compounds
Fu et al. Structure and activity of a new low-molecular-weight heparin produced by enzymatic ultrafiltration
IE914197A1 (en) N,o-sulphated heparosans, process for preparing them and¹pharmaceutical compositions containing them
US20110076729A1 (en) Methods of making low molecular weight heparin compositions
CN109444438A (en) A kind of stabilizer and APTT detection reagent for APTT detection reagent
RU2396282C1 (en) Method for preparing heparin with low molecular weight and anticoagulant activity
RU2295538C2 (en) Method for preparing heparins of low molecular mass
JP2012526172A (en) Novel sulfated heptasaccharide and its use as an antithrombotic agent
RU2377993C2 (en) Method for making low-molecular heparin
Sampaio et al. Heparins and heparans sulfates. Structure, distribution and protein interactions
US20120115809A1 (en) Use of an acylated octasaccharide as an antithrombotic agent
TW200902036A (en) Heparins comprising at least one covalent bond with biotin or a biotin derivative, preparation process therefor and use thereof
US20020009782A1 (en) Heparin and heparan sulfate derived oligosaccharides and a method for their manufacture
Zhang et al. Uncovering the detailed mode of cleavage of heparinase I toward structurally defined heparin oligosaccharides
Schoenfeld et al. Testing of potential glycan-based heparanase inhibitors in a fluorescence activity assay using either bacterial heparinase II or human heparanase
Liverani et al. Heparins: process-related physico-chemical and compositional characteristics, fingerprints and impurities
Anggela et al. OLIGO-GLUCOMANNAN PRODUCTION FROM PORANG (Amorphophallus oncophyllus) GLUCOMANNAN BY ENZYMATIC HYDROLYSIS USING β-MANNANASE

Legal Events

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

Effective date: 20180921

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

Effective date: 20201109