RU2426780C2 - EXPRESSION PLASMID DNA p6E-tTF CODING EXTRACELLULAR AND TRANSMEMBRANE DOMAINS OF HUMAN TISSUE FACTOR AND E.coli BL21 [DE3]/p6E-tTF STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT HUMAN TISSUE FACTOR - Google Patents

EXPRESSION PLASMID DNA p6E-tTF CODING EXTRACELLULAR AND TRANSMEMBRANE DOMAINS OF HUMAN TISSUE FACTOR AND E.coli BL21 [DE3]/p6E-tTF STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT HUMAN TISSUE FACTOR Download PDF

Info

Publication number
RU2426780C2
RU2426780C2 RU2008143526/10A RU2008143526A RU2426780C2 RU 2426780 C2 RU2426780 C2 RU 2426780C2 RU 2008143526/10 A RU2008143526/10 A RU 2008143526/10A RU 2008143526 A RU2008143526 A RU 2008143526A RU 2426780 C2 RU2426780 C2 RU 2426780C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ttf
tissue factor
human tissue
strain
coli
Prior art date
Application number
RU2008143526/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008143526A (en
Inventor
Надежда Александровна Орлова (RU)
Надежда Александровна Орлова
Иван Иванович Воробьев (RU)
Иван Иванович Воробьев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ИННОВАЦИОННЫЙ ЦЕНТР "НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫ" ООО "ИЦ Новтехмат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ИННОВАЦИОННЫЙ ЦЕНТР "НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫ" ООО "ИЦ Новтехмат" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ИННОВАЦИОННЫЙ ЦЕНТР "НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕРИАЛЫ" ООО "ИЦ Новтехмат"
Priority to RU2008143526/10A priority Critical patent/RU2426780C2/en
Publication of RU2008143526A publication Critical patent/RU2008143526A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2426780C2 publication Critical patent/RU2426780C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: polypeptide contains extracellular and transmembrane domains of a human tissue factor. A DNA fragment coding this polypeptide, and a plasmid pET28a(+) are used to produce a genetic make-up enabling biosynthesis of the recombinant human tissue factor. Also, the E coli BL21 [DE3]/p6E-tTF strain that is a producer of the recombinant human tissue factor is offered.
EFFECT: high-yield recombinant protein and simplified recovery and purification procedures.
2 cl, 4 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к технологии получения биологически активных веществ (БАВ) методами генной инженерии, точнее к методам получения тканевого фактора человека.The invention relates to the field of biotechnology, and in particular to a technology for the production of biologically active substances (BAS) by genetic engineering, more specifically to methods for producing human tissue factor.

Тканевой фактор (ТФ) человека (синонимы: фактор свертываемости крови III, тромбопластин, CD 142, неактивная тканевая протромбиназа, апопротеин С-термостабильный липопротеид) преимущественно локализован в клетках субэндотелиальных тканей и фибробластах, на мембране моноцитов, в легких, тканях мозга, сердца, кишечника, матки. Основная биологическая функция ТФ состоит в обеспечении локального гемостаза, реализующемся посредством его способности непосредственно инициировать каскад свертывания крови. При повреждении выстилки стенки сосуда ТФ вступает в контакт с кровью, что в конечном итоге способствует генерации тромбина и запуску механизма свертывания крови.Human tissue factor (TF) (synonyms: blood coagulation factor III, thromboplastin, CD 142, inactive tissue prothrombinase, apoprotein C-thermostable lipoprotein) is mainly localized in subendothelial tissue cells and fibroblasts, on the monocyte membrane, in the lungs, brain and heart tissues, intestines, uterus. The main biological function of TF is to provide local hemostasis, realized through its ability to directly initiate a blood coagulation cascade. If the lining of the vessel wall is damaged, TF comes into contact with blood, which ultimately contributes to the generation of thrombin and the launch of the blood coagulation mechanism.

ТФ, находящийся на поверхности «кислых» липидных мембран, обладает высоким сродством к циркулирующему в крови фактору свертываемости крови фVII. В присутствии ионов Са++ апопротеин ТФ образует стехиометрический комплекс с фVII, вызывая его конформационные изменения и превращая последний в сериновую протеиназу фVIIа путем расщепления Arg-152-Ile пептидной связи. Реакция стимулируется следовыми количествами протеиназ, циркулирующих в крови (фХа, тромбин, фVIIа, фIХа). Возникающий активный комплекс (фVIIа-ТФ) путем сайт-специфического протеолиза конвертирует фХ в сериновую протеиназу фХа, которая, в свою очередь, конвертирует протромбин в тромбин. Комплекс ТФ-фVIIа способен активировать как фактор X, так и фактор IX, что в конечном итоге способствует генерации тромбина [Boyle, E.M., Verrier, E.D., et al., 1996].TF located on the surface of “acidic” lipid membranes has a high affinity for the coagulation factor fVII circulating in the blood. In the presence of Ca ++ ions, TF apoprotein forms a stoichiometric complex with fVII, causing its conformational changes and turning the latter into fVIIa serine proteinase by cleavage of the Arg-152-Ile peptide bond. The reaction is stimulated by trace amounts of proteinases circulating in the blood (fXa, thrombin, fVIIa, fIXa). The resulting active complex (fVIIa-TF) converts fX to serine protease fXa by site-specific proteolysis, which, in turn, converts prothrombin to thrombin. The TF-fVIIa complex is capable of activating both factor X and factor IX, which ultimately contributes to the generation of thrombin [Boyle, E.M., Verrier, E.D., et al., 1996].

По своей структуре ТФ - гликопротеин с молекулярной массой около 47 кДа. Полипептидная часть ТФ человека состоит из 263 аминокислот и содержит 5 остатков цистеина, образующих 2 внутримолекулярных дисульфидных мостика во внеклеточном домене ТФ.In its structure, TF is a glycoprotein with a molecular weight of about 47 kDa. The polypeptide part of human TF consists of 263 amino acids and contains 5 cysteine residues forming 2 intramolecular disulfide bridges in the extracellular domain of TF.

В образовании комплекса ТФ с фVIIа принимает участие только внеклеточный домен ТФ, содержащий 219 аминокислотных остатков Ser-1-Glu-219, и поверхность липидной мембраны. 23-членный трансмембранный домен ТФ обеспечивает корректную ориентацию внеклеточного домена относительно мембраны; короткий внтриклеточный домен ТФ обеспечивает «заякоривание» ТФ в мембране за счет гидрофобного взаимодействия радикалов алифатических аминокислот и образования единственным остатком Cys этого домена тиоэфирной связи с липидами мембраны - пальмитатом или стеаратом, а также участвует в сигнальной функции ТФ как рецептора, активируемого протеазой, и не влияет на образование комплекса с фVIIа.Only the extracellular domain of TF containing 219 amino acid residues Ser-1-Glu-219 and the surface of the lipid membrane participate in the formation of the complex of TF with fVIIa. The 23-membered transmembrane domain of TF provides the correct orientation of the extracellular domain relative to the membrane; the short intracellular domain of TF provides “anchoring” of TF in the membrane due to hydrophobic interaction of radicals of aliphatic amino acids and formation of the thioether bond with membrane lipids, palmitate or stearate, as the only Cys residue, and also participates in the signaling function of TF as a protease-activated receptor and not affects the formation of a complex with fVIIa.

Внеклеточный домен ТФ гликозилирован по трем остаткам - Asn11, Asn124, Asn137 (Boys et al., 1993). Он содержит 4 остатка Cys, которые образуют две дисульфидные связи, одну в N-концевой, другую - в С-концевой области домена Cys49-Cys57 и Cys186-Cys-209 (Bach "Initiation of Coagulation by Tissue Factor", CRc Critical Rewiews in Biochemistry, 23(4):339-368 (1988)). Эти связи стабилизируют соответствующие пептидные петли. Показано, что расположенная в С-концевой области дисульфидная связь Cys186-Cys-209 является функционально значимой, именно ее участие необходимо для проявления кофакторных функций тканевого фактора по отношению к факторам VII и VIIa. (Rehemtulla, et al., 1991). Вариации в составе N-связанных олиго-сахаридов ТФ, оказывающие влияние на суммарный заряд молекул ТФ, не сказываясь на его прокоагулянтной активности (Verstreeg, Ruf, 2006).The extracellular domain of TF is glycosylated at three residues - Asn11, Asn124, Asn137 (Boys et al., 1993). It contains 4 Cys residues that form two disulfide bonds, one in the N-terminal, the other in the C-terminal region of the Cys49-Cys57 and Cys186-Cys-209 domains (Bach "Initiation of Coagulation by Tissue Factor", CRc Critical Rewiews in Biochemistry, 23 (4): 339-368 (1988)). These bonds stabilize the corresponding peptide loops. It was shown that the disulfide bond Cys186-Cys-209 located in the C-terminal region is functionally significant; it is its participation that is necessary for the manifestation of the cofactor functions of the tissue factor with respect to factors VII and VIIa. (Rehemtulla, et al., 1991). Variations in the composition of N-linked TF oligosaccharides that affect the total charge of TF molecules without affecting its procoagulant activity (Verstreeg, Ruf, 2006).

На основе анализа первичной структуры, расположения дисульфидных связей и изучения функциональных особенностей внеклеточного домена ТФ, выявлена гомология его с рецепторами интерферонов альфа и бета семейства цитокиновых рецепторов класса II. В системе свертывания крови взаимодействие факторов VII/VIIa с рецептором - кофактором - ТФ ускоряет в несколько тысяч раз активацию внешнего механизма гемокоагуляции. Это достигается, прежде всего, за счет протеолитического механизма, инициирующегося при образовании комплекса тканевого фактора с фактором VII/VIIa свертывания крови, в котором ТФ работает как кофактор и модулятор фактора VII/VIIa (прокоагулянтная функция ТФ). Связывание фактора VIIa с ТФ вызывает повышение внутриклеточного Са2+ фосфорилирования активируемых митогеном протеинкиназ (МАР-киназ) - Erk-1, Erk-2, p38, Jnk и ведет к транскрипции гена Egr-1 (early growth response), индуцируемого обычно цитокинами и факторами роста. В настоящее время известно, что так называемый внешний путь свертывания крови, индуцируемый тканевым фактором, - основной механизм тромбиногенеза в сосудистом русле [Mann, et al., 1999, Roberts, et al., 1998, Mann, еt al., 1990].Based on the analysis of the primary structure, the location of disulfide bonds and the study of the functional features of the extracellular domain of TF, its homology with interferon receptors alpha and beta family of cytokine receptors of class II was revealed. In the blood coagulation system, the interaction of factors VII / VIIa with the receptor - cofactor - TF accelerates several thousand times the activation of the external mechanism of hemocoagulation. This is achieved, first of all, due to the proteolytic mechanism that is initiated during the formation of a tissue factor complex with factor VII / VIIa of blood coagulation, in which TF acts as a cofactor and modulator of factor VII / VIIa (procoagulant function of TF). The binding of factor VIIa to TF causes an increase in intracellular Ca2 + phosphorylation of mitogen-activated protein kinases (MAP kinases) - Erk-1, Erk-2, p38, Jnk and leads to transcription of the Egr-1 gene (early growth response), usually induced by cytokines and growth factors . Currently, it is known that the so-called external pathway of blood coagulation induced by tissue factor is the main mechanism of thrombinogenesis in the vascular bed [Mann, et al., 1999, Roberts, et al., 1998, Mann, et al., 1990].

Рецепторная функция ТФ, также опосредованно вносящая свой вклад в ускорение активации внешнего механизма гемокоагуляции in vivo, реализуется непротеолитическим механизмом, при котором цитоплазматический домен ТФ сам участвует во внутриклеточной сигнализации, приводящей к адгезии клеток и миграции [Banner, еt аl., 1996, Ruf, еt аl., 1999, Prydz, et al., 1999].The receptor function of TF, which also indirectly contributes to the acceleration of the activation of the external mechanism of hemocoagulation in vivo, is realized by a non-proteolytic mechanism in which the cytoplasmic domain of TF itself participates in the intracellular signaling leading to cell adhesion and migration [Banner, et al., 1996, Ruf, et al., 1999, Prydz, et al., 1999].

Первоначальные варианты биотехнологических систем для получения рекомбинантного ТФ человека включали транзиентную трансфекцию культивируемой линии клеток человека А-293 плазмидной ДНК, кодирующей ТФ (US 5589363), либо получение штамма продуцента E. coli, несущего плазмиду, кодирующую ТФ и лидерный пептид одного из белков Bordetella pertussis (US 6261803); либо получение штамма-продуцента Е. coli, несущего плазмиду, кодирующую лидерный пептид pel В, направляющий синтезируемый полипептид в периплазматическое пространство бактерии, слитый с ним в рамке короткий пептид, включающий эпитоп моноклонального антитела и сайт узнавания протеиназы фактор Ха, и слитый с ним в рамке внеклеточный домен ТФ (US 5298599).Initial biotechnological systems for producing recombinant human TF included transient transfection of cultured human A-293 cell line with plasmid DNA encoding TF (US 5589363), or obtaining a producer strain E. coli carrying a plasmid encoding TF and a leader peptide of one of the Bordetella pertussis proteins (US 6261803); or obtaining a producer strain of E. coli, carrying a plasmid encoding the leader peptide B, directing the synthesized polypeptide into the periplasmic space of the bacterium, a short peptide fused with it, including the epitope of the monoclonal antibody and the factor Xa proteinase recognition site, and fused with it framed extracellular domain TF (US 5298599).

Уровень продукции ТФ во всех указанных случаях не превышал 1% от тотального белка. Кроме того, существовала вероятность значительного протеолитического распада рекомбинантного ТФ в процессе культивирования, выделения и очистки.The level of TF production in all these cases did not exceed 1% of the total protein. In addition, there was the likelihood of significant proteolytic degradation of recombinant TF during cultivation, isolation and purification.

Более совершенным способом экспрессии рекомбинантного ТФ является система, приведенная в (US 5858724). Для экспрессии рекомбинантного ТФ кролика, высокогомологичного ТФ человека, использовали вектор, содержащий ген тиоредоксина, слитого в рамке с геном ТФ, и специальный штамм Е. coli AD494[DE3].A more advanced way of expressing recombinant TF is the system described in (US 5858724). For expression of recombinant rabbit TF, highly homologous human TF, a vector containing the thioredoxin gene fused in frame with the TF gene and a special E. coli strain AD494 [DE3] were used.

Данная технология позволяет получать ТФ в растворимой форме в существенных количествах, однако требует специальных, точно подобранных условий ферментации, включающих принудительное охлаждение ферментера до температуры +16°С и непродолжительной индукции культуры на очень низкой плотности (1,5 О.Е.), что существенно ограничивает экономическую привлекательность такой системы экспрессии, а также требует проводить сложную многостадийную хроматографическую очистку. Кроме того, ТФ кролика и ТФ человека не полностью идентичны, что вносит определенные ограничения в область их применения.This technology allows you to get TF in soluble form in significant quantities, but it requires special, precisely selected fermentation conditions, including forced cooling of the fermenter to a temperature of + 16 ° C and a short induction of the culture at a very low density (1.5 O.E.), which significantly limits the economic attractiveness of such an expression system, and also requires complex multi-stage chromatographic purification. In addition, rabbit TF and human TF are not completely identical, which introduces certain limitations in the field of their application.

Наиболее близким по технической сущности аналогом настоящего изобретения является плазмида pHIL-S1-rRTF и штамм продуцент дрожжей Р. pastoris GS115/ pHIL-S1-rRTF (US 6100072). Данная система экспрессии позволяет получать рекомбинантный ТФ, имеющий небольшой дополнительный С-концевой пептид, включающий гексагистидиновый кластер. Применение такого варианта белка дает возможность проводить его очистку в одну стадию при помощи металлохелатной хроматографии.The closest in technical essence analogue of the present invention is the plasmid pHIL-S1-rRTF and the yeast producer strain P. pastoris GS115 / pHIL-S1-rRTF (US 6100072). This expression system allows the production of recombinant TF having a small additional C-terminal peptide including a hexahistidine cluster. The use of this variant of the protein makes it possible to carry out its purification in one stage using metal chelate chromatography.

Недостатком этой системы экспрессии также является низкий уровень биосинтеза ТФ (не более 1-2% общего белка), что обусловлено необходимостью включения рекомбинантного ТФ в мембрану дрожжевой клетки в процессе биосинтеза белка.The disadvantage of this expression system is the low level of TF biosynthesis (not more than 1-2% of the total protein), which is due to the need to include recombinant TF in the membrane of the yeast cell during protein biosynthesis.

Технической задачей, решаемой авторами, являлось создание технологии получения ТФ с более высоким выходом.The technical problem solved by the authors was the creation of a technology for producing TF with a higher yield.

Технический результат достигался путем создания технологии, включающей в себя новую экспрессионную плазмидную ДНК р6Е-tTF, кодирующую фрагмент тканевого фактора человека, создание штамма продуцента E. coli на ее основе и технологию выделения ТФ.The technical result was achieved by creating a technology that includes a new expression plasmid DNA p6E-tTF encoding a fragment of human tissue factor, creating a producer strain E. coli based on it, and TF isolation technology.

В основе данного решения лежит разработанная авторами плазмидная ДНК р6Е-tTF длиной 6065 п.о., кодирующая синтетический N-концевой пептид длиной 28 а.к. и слитые с ним в рамке внеклеточный и трансмембранный домены ТФ. Данная плазмидная ДНК состоит из фрагмента 5311 п.о. плазмиды рЕТ28а(+) и фрагмента ДНК длиной 754 п.о, амплифицированного при помощи адапторных олигонуклеотидов и матрицы кДНК ТФ. Плазмидная ДНК также содержит промотор и терминатор транскрипции Т7 РНК-полимеразы, усилитель трансляции гена 10 фага Т7 и генетический маркер устойчивости к антибиотику канамицин. Плазмида содержит уникальные (то есть единственные) сайты узнавания эндонуклеазами рестрикции: HindIII (174), SpeI (180), NheI (928), ApaI (2031), PciI (3921).The basis of this solution is the 6065 bp plasmid DNA p6E-tTF developed by the authors, encoding a 28-kb synthetic N-terminal peptide. and the extracellular and transmembrane TF domains fused with it in the frame. This plasmid DNA consists of a 5311 bp fragment. plasmid pET28a (+) and a 754 bp DNA fragment amplified using adapter oligonucleotides and a TF cDNA template. Plasmid DNA also contains a T7 RNA polymerase transcriptional promoter and terminator, a T7 phage 10 gene translation enhancer, and a genetic marker of antibiotic resistance kanamycin. The plasmid contains unique (that is, only) recognition sites for restriction endonucleases: HindIII (174), SpeI (180), NheI (928), ApaI (2031), PciI (3921).

Плазмидная ДНК р6Е-tTF, состоящая из 6065 п.о., обладает следующими отличительными признаками:Plasmid DNA p6E-tTF, consisting of 6065 bp, has the following distinctive features:

- имеет молекулярную массу 3,75 МДа;- has a molecular weight of 3.75 MDa;

- содержит последовательность, кодирующую трансмембранный и внеклеточный домены тканевого фактора человека;- contains a sequence encoding the transmembrane and extracellular domains of human tissue factor;

- включает NheI/HindIII фрагмент плазмиды рЕТ28а(+), содержащий ген Kan(R), обеспечивающий устойчивость трансформированных клеток к канамицину, а также участки узнавания следующих рестриктаз: HindIII (174), SpeI (180), NheI (928), ApaI (2031), PciI (3921).- includes the NheI / HindIII fragment of the pET28a (+) plasmid containing the Kan (R) gene, which ensures the resistance of transformed cells to kanamycin, as well as recognition sites for the following restrictase enzymes: HindIII (174), SpeI (180), NheI (928), ApaI ( 2031), PciI (3921).

Плазмида была введена по стандартной технологии (Jac A. Nickoloff, Electroporation Protocols for Microorganisms (Methods in Molecular Biology) // Humana Press; 1st edition (August 15, 1995) в клетки Е. coli, при этом был получен штамм-продуцент BL21[DE3]/p6E-tTF, который обеспечивал синтез в рекомбинантном ТФ количестве 15-40% от суммарного содержания белка клеток.The plasmid was introduced using standard technology (Jac A. Nickoloff, Electroporation Protocols for Microorganisms (Methods in Molecular Biology) // Humana Press; 1 st edition (August 15, 1995) into E. coli cells, and the BL21 producer strain was obtained [DE3] / p6E-tTF, which provided synthesis in recombinant TF in the amount of 15-40% of the total protein content of cells.

Штамм Escherichia coli BL21[DE3]/p6E-tTF депонирован в коллекции ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии 23.12.08 под № 516.The strain Escherichia coli BL21 [DE3] / p6E-tTF was deposited in the collection of the GNU All-Russian Research Institute of Agricultural Microbiology on 12/23/08 under No. 516.

Родовое и видовое название штамма-хозяина (реципиента): Esherichia coli.Generic and species name of the host strain (recipient): Esherichia coli.

Номер или наименование штамма ГИММ: BL21[DE3]/p6E-tTF. Родословная ГИММ: производное E.coli В. Штамм получен трансформацией штамма BL21 [DE3] плазмидной ДНК р6Е-tTF в ООО "ИЦ Новтехмат", 115093 г.Москва, ул. Большая Серпуховская, д.44, офис 33.The number or name of the strain GIMM: BL21 [DE3] / p6E-tTF. Pedigree GIMM: derivative of E. coli B. The strain was obtained by transformation of strain BL21 [DE3] plasmid DNA p6E-tTF into LLC ITs Novtekhmat, 115093, Moscow, ul. Bolshaya Serpukhovskaya, d.44, office 33.

Культурально-морфологические особенности штамма ГИММ: грам-отрицательные палочки, образуют нити; на агаризованной среде - беловатые крупные колонии с неровным краем.Cultural and morphological features of the strain GIMM: gram-negative rods, form threads; on an agar medium — whitish large colonies with an uneven edge.

Область применения штамма ГИММ: получение рекомбинантного тканевого фактора человека для производства тромбопластиновых реагентов, а именно получение делеционного варианта тканевого фактора человека с выходом целевого продукта после индукции не менее 20% от общего белка. Активность штамма определяется методом денситометрии электрофореграммы.The scope of the GIMM strain: obtaining a recombinant human tissue factor for the production of thromboplastin reagents, namely obtaining a deletion variant of human tissue factor with the yield of the target product after induction of at least 20% of the total protein. The activity of the strain is determined by the method of densitometry electrophoregram.

Штамм хранится в следующих условиях: среда Лурье-Бертрана, 1% глюкозы, 10% глицерина.The strain is stored under the following conditions: Lurie-Bertrand medium, 1% glucose, 10% glycerol.

Штамм размножается в следующих условиях: среда Лурье-Бертрана, 1% глюкозы, канамицина сульфат 30 мкг/мл.The strain propagates under the following conditions: Lurie-Bertrand medium, 1% glucose, kanamycin sulfate 30 μg / ml.

Генетические особенности штамма.Genetic features of the strain.

Генотип штамма - F- ompT gal dcm lon hsdSB(rB-mB-) λ(DE3 [lacI lacUV5-T7 gene 1 indl sam7 nin5]).The genotype of the strain is F - ompT gal dcm lon hsdS B (r B - m B - ) λ (DE3 [lacI lacUV5-T7 gene 1 indl sam7 nin5]).

Рекомбинантная плазмида: р6Е-tTF; 6065 п.о., уникальные рестриктные сайты для HindIII (174), SpeI (180), NheI (928), ApaI (2031), PciI (3921).Recombinant plasmid: p6E-tTF; 6065 bp, unique restriction sites for HindIII (174), SpeI (180), NheI (928), ApaI (2031), PciI (3921).

Штамм Escherichia coli BL21[DE3]/p6E-tTF кодирует внеклеточный и трансмембранный домены рекомбинантного тканевого фактора человека, слитые в рамке с N-концевым пептидом, содержащим шестигистидиновый кластер и сайт расщепления энтерокиназой, находящийся непосредственно перед первой аминокислотой внеклеточного домена тканевого фактора.The strain Escherichia coli BL21 [DE3] / p6E-tTF encodes the extracellular and transmembrane domains of the recombinant human tissue factor fused in frame with an N-terminal peptide containing a six-histidine cluster and an enterokinase cleavage site immediately in front of the first amino acid of the extracellular domain of the tissue factor.

Особенности конструкции и результаты практического применения изобретения приведены на следующих чертежах.Design features and results of the practical application of the invention are shown in the following drawings.

Фиг.1 - последовательность ДНК в области вставки, последовательность кодируемого полипептида.Figure 1 - DNA sequence in the region of the insert, the sequence of the encoded polypeptide.

Фиг.2 - схема плазмиды р6Е-tTF, где используются следующие обозначения: pBR322 ori - участок инициации репликации плазмиды, f1 ori - участок инициации репликации бактериофага f1, T7 prom - промотор РНК-полимеразы бактериофага T7, ORF - область, кодирующая tTF, 6-His - гексагистидиновый кластер, EK-PRO - сайт процессинга энтерокиназы, ECD - область, кодирующая внеклеточный домен ТФ, ТМ - область, кодирующая трансмембранный домен ТФ, STOP - блок стоп-кодонов, T7term - участок терминации транскрипции, lacI - ген репрессора лактозного оперона, KanR2 - ген устойчивости к канамицину.Figure 2 - scheme of the plasmid p6E-tTF, where the following notation is used: pBR322 ori is the plasmid replication initiation site, f1 ori is the bacteriophage replication initiation site f1, T7 prom is the T7 bacteriophage RNA polymerase promoter, ORF is the region encoding tTF, 6 -His is the hexahistidine cluster, EK-PRO is the enterokinase processing site, ECD is the region encoding the TF extracellular domain, TM is the region encoding the TF transmembrane domain, STOP is the stop codon block, T7term is the transcription termination site, lacI is the lactose repressor gene operon, KanR2 - kanamycin resistance gene.

Фиг.3 - электрофореграмма тотального белка штаммов Е. coli.Figure 3 is an electrophoregram of the total protein of E. coli strains.

BL21[DE3]/p6E-tTF до (-) и после (+) индукции ИПТГ в течение часов при +37°С.BL21 [DE3] / p6E-tTF before (-) and after (+) induction of IPTG for hours at + 37 ° C.

Фиг.4 - электрофореграмма фракций нерастворимого белка (INS), растворимого белка (SOL), обогащенных телец включения (WIB), очищенного денатурированного рекомбинантного ТФ (EL) и очищенного рекомбинантного ТФ после ренатурации и концентрирования (REF). Дорожки INS, SOL, WIB - восстанавливающие условия электрофореза, дорожки EL, REF - невосстанавливающие.Figure 4 is an electrophoregram of the fractions of insoluble protein (INS), soluble protein (SOL), enriched inclusion bodies (WIB), purified denatured recombinant TF (EL) and purified recombinant TF after renaturation and concentration (REF). Lanes INS, SOL, WIB - restoring electrophoresis conditions, tracks EL, REF - non-reducing.

Практическая применимость заявляемого изобретения иллюстрируется следующими примерамиThe practical applicability of the claimed invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Получение плазмидной ДНК р6Е-tTF.Example 1. Obtaining plasmid DNA p6E-tTF.

Проводили полимеразную цепную реакцию с использованием специфических праймерных синтетических олигонуклеотидов F3for, sF3rev, tF3rev, f1F3rev на приборе Терцик МС2 («ДНК-технология», Россия).A polymerase chain reaction was performed using specific primer synthetic oligonucleotides F3for, sF3rev, tF3rev, f1F3rev on a Tertsik MS2 instrument (DNA Technology, Russia).

Первичные нуклеотидные последовательности праймеров:Primary nucleotide sequences of primers:

F3for - TTGCTAGCGACGACGACGACAAGTCAGGCACTACAAATAC,F3for - TTGCTAGCGACGACGACGACAAGTCAGGCACTACAAATAC,

tF3rev - GGAAGCTTACTACTTGTGTAGAGATATAGtF3rev - GGAAGCTTACTACTTGTGTAGAGATATAG

Препаративные реакции проводили в объеме 50 мкл, аналитические в объеме 25 мкл. Готовили инкубационную смесь следующего состава: 1х буфер для термостабильной ДНК-полимеразы; 10 пМ каждого праймерного олигонуклеотида; 2 мМ каждого дезоксирибонуклеотидтрифосфата; 1-2 ед. термостабильной ДНК-полимеразы 0,1-0,2 мкг ДНК. Поверх этой смеси наслаивали 50 мкл легкого минерального масла и вели амплификацию по схеме: 1 цикл - денатурация - 94°С, 3 мин; 25 циклов - денатурация 94°С, 30 сек, отжиг Х°С 30 сек, достройка 72°С, 45-60 сек; 1 цикл - достройка 72°С, 7 мин, где расчет температуры отжига (X) производили по формуле: Х=2°С×n (А/Т)+4°С×n (Г/Ц) - 5°С, где n - число соответствующих нуклеотидов.Preparative reactions were carried out in a volume of 50 μl, analytical in a volume of 25 μl. An incubation mixture of the following composition was prepared: 1x buffer for thermostable DNA polymerase; 10 pM of each primer oligonucleotide; 2 mM each deoxyribonucleotide triphosphate; 1-2 units thermostable DNA polymerase 0.1-0.2 μg of DNA. 50 μl of light mineral oil was layered on top of this mixture and amplified according to the scheme: 1 cycle - denaturation - 94 ° C, 3 min; 25 cycles - denaturation 94 ° С, 30 sec, annealing Х ° С 30 sec, completion 72 ° С, 45-60 sec; 1 cycle - completion 72 ° C, 7 min, where the calculation of the annealing temperature (X) was carried out according to the formula: X = 2 ° C × n (A / T) + 4 ° C × n (G / C) - 5 ° C, where n is the number of corresponding nucleotides.

В качестве матрицы использовали кДНК гена ТФ человека, депонированной в публичной базе данных данных GeneBank NM_001993.2, распространяемую компанией Origene в виде плазмиды, каталожный номер SC110888.The cDNA of the human TF gene deposited in the public database GeneBank NM_001993.2, distributed by Origene in the form of a plasmid, catalog number SC110888 was used as a matrix.

Продукты ПЦР с пар праймеров F3for и sF3rev; F3for и tF3rev, F3for и f1F3rev, вариантов полипептидов ТФ смешивали с 1 мкл буфера для нанесения и проводили разделение в 1% агарозном геле с добавлением бромистого этидия (0,4 мкг/мл). Для выделения ДНК, полосу, соответствующую продукту амплификации, визуализированную при помощи УФ, вырезали из агарозного геля, помещали в пробирку объемом 1,5 мл и проводили выделение ДНК, используя набор реактивов "Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System" («Promega», США) согласно протоколу фирмы-производителя.PCR products from pairs of primers F3for and sF3rev; F3for and tF3rev, F3for and f1F3rev, variants of TF polypeptides were mixed with 1 μl of application buffer and separation was performed on a 1% agarose gel with the addition of ethidium bromide (0.4 μg / ml). For DNA isolation, the band corresponding to the amplification product visualized by UV was excised from an agarose gel, placed in a 1.5 ml tube and DNA was isolated using the Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System reagent kit (Promega ", USA) according to the protocol of the manufacturer.

Очищенные продукты лигировли в векторную плазмиду PAL-TA (ЗАО «Евроген», Россия) с использованием ДНК-лигазы фага Т4 и стандартного буферного раствора (Fermentas, Литва). Лигирование вели в объеме 10 или 20 мкл, при молярном соотношении вектора и вставки 1:10, в течение 2-20 часов при комнатной температуре. Для лигирования использовали ДНК-лигазу фага Т4 и стандартный буферный раствор (Fermentas, Литва). Лигирование вели в объеме 10 или 20 мкл, при молярном соотношении вектора и вставки 1:10, в течение 2-20 часов при комнатной температуре. Полученными лигазными смесями трансформировали клетки Е. coli штамма DH5α, с генотипом F-φ80lacZΔM15 Δ(lacZYA-argF) U169 recA1 endA1 hsdR17 (rk-, mk+) phoA supE44 λ-thi-1 gyrA96 relA1. Для этого к 200 мкл замороженной суспензии клеток E. coli добавляли 5 мкл лигазной смеси, инкубировали на льду 30 минут для сорбции плазмидной ДНК, нагревали до 42°С 60 секунд и инкубировали на льду 5 минут. После чего добавляли 800 мкл питательного бульона LB и инкубировали при 37°С 60 минут. После инкубации переносили суспензию на чашку Петри с твердой агаризованной средой, содержащей ампициллин в концентрации 100 мкг/1 мл агара и помещали в термостат на 37°С 18 часов.The purified products were ligated into the PAL-TA vector plasmid (Evrogen CJSC, Russia) using T4 phage DNA ligase and standard buffer solution (Fermentas, Lithuania). Ligation was carried out in a volume of 10 or 20 μl, with a molar ratio of vector and insert of 1:10, for 2-20 hours at room temperature. T4 phage DNA ligase and standard buffer solution (Fermentas, Lithuania) were used for ligation. Ligation was carried out in a volume of 10 or 20 μl, with a molar ratio of vector and insert of 1:10, for 2-20 hours at room temperature. The obtained ligase mixtures transformed E. coli cells of strain DH5α, with the genotype F-φ80lacZΔM15 Δ (lacZYA-argF) U169 recA1 endA1 hsdR17 (r k -, m k +) phoA supE44 λ-thi-1 gyrA96 relA1. For this, 5 μl of the ligase mixture was added to 200 μl of a frozen suspension of E. coli cells, incubated on ice for 30 minutes to sorb plasmid DNA, heated to 42 ° C for 60 seconds, and incubated on ice for 5 minutes. Then 800 μl of LB nutrient broth was added and incubated at 37 ° C for 60 minutes. After incubation, the suspension was transferred to a Petri dish with a solid agar medium containing ampicillin at a concentration of 100 μg / 1 ml of agar and placed in a thermostat at 37 ° C for 18 hours.

Колонии Е. coli, отобранные в результате бело-голубого скрининга, анализировали методом ПЦР с клонов, с использованием праймерных олигонуклеотидов к последовательностям реципиентной плазмиды M13rev и M13for (первичные нуклеотидные последовательности праймеров:Colonies of E. coli, selected as a result of blue-white screening, were analyzed by clone PCR using primer oligonucleotides for the recipient plasmid sequences M13rev and M13for (primary nucleotide sequences of primers:

М13 rev 5'GAGCGGATAACAATTTCACACACAGG3',M13 rev 5'GAGCGGATAACAATTTCACACACAGAG3 ',

M13 for 5'GCCAGGGTTTTCCCAGTCACGA3') и специфических олигонук-леотидов F3for, sF3rev, tF3rev, flF3rev (первичные нуклеотидные последовательности праймеровM13 for 5'GCCAGGGTTTTCCCAGTCACGA3 ') and specific oligonucleotides F3for, sF3rev, tF3rev, flF3rev (primary nucleotide sequences of primers

F3for - TTGCTAGCGACGACGACGACAAGTCAGGCACTACAAATAC,F3for - TTGCTAGCGACGACGACGACAAGTCAGGCACTACAAATAC,

tF3rev - GGAAGCTTACTACTTGTGTAGAGATATAG,tF3rev - GGAAGCTTACTACTTGTGTAGAGATATAG,

Отобранные клоны наращивали в 5 мл питательного бульона LB и проводили выделение плазмидной ДНК с использованием набора реактивов "Wizard Plus SV Minipreps" («Promega», США) по стандартному протоколу фирмы-производителя. Полученные генетические конструкции PAL-tTF анализировали методом ПЦР-секвенирования с использованием праймерных олигонуклеотидов к последовательностям реципиентной плазмиды M13rev и M13for (первичные нуклеотидные последовательности праймеров: М13 rev 5'GAGCGGATAACAATTTCACACACAGG3', M13for 5'GCCAGGGTTTTCCCAGTCACGA3') и проводили верификацию соответствия кодирующих фрагменты ТФ последовательностей последовательности референсной кДНК гена ТФ человека, опубликованной в публичной базе данных GeneBank NM_001993.2. После этого проводили препаративную рестрикцию плазмиды PAL-tTF эндонуклеазами рестрикции NheI и HindIII. Продукты реакции разделяли в 1% агарозном геле и выделяли с помощью набора реактивов Wizard SV Gel&PCR Clean-Up System no стандартной методике производителя.Selected clones were grown in 5 ml LB nutrient broth and plasmid DNA was isolated using the Wizard Plus SV Minipreps reagent kit (Promega, USA) according to the standard protocol of the manufacturer. The resulting genetic constructions PAL-tTF were analyzed by PCR sequencing using primer oligonucleotides to sequences recipient plasmid and M13rev M13for (primary nucleotide sequences of primers M13 rev 5'GAGCGGATAACAATTTCACACACAGG3 ', M13for 5'GCCAGGGTTTTCCCAGTCACGA3') and compliance verification carried coding sequence fragments TF sequences reference cDNA of the human TF gene published in the public database GeneBank NM_001993.2. After that, preparative restriction of the plasmid PAL-tTF with restriction endonucleases NheI and HindIII was performed. The reaction products were separated on a 1% agarose gel and isolated using the Wizard SV Gel & PCR Clean-Up System reagent kit according to the standard manufacturer's procedure.

Реципиентную плазмиду рЕТ28а (+) рестрицировали последовательно каждой из эндонуклеаз NheI и HindIII. Сначала аликвоты плазмиды инкубировали 2 часа в водном термостате при 37°С с каждой из рестриктаз, контролировали электрофорезом в агарозном геле полную линеаризацию плазмид (в пределах чувствительности метода), после чего добавляли вторую рестриктазу и инкубировали еще 2 часа. Затем пробы объединяли, рестриктазы инактивировали прогреванием при 65°С в течение 20 минут и проводили дефосфорилирование вектора щелочной фосфатазой (Fermentas, Литва) согласно рекомендациям производителя. Щелочную фосфатазу инактивировали прогреванием до 85°С в течение 20 минут. Рестрицированную и дефосфорилированную плазмиду обрабатывали равным объемом смеси фенол-хлороформ 1:1 и переосаждали водную фазу 3 объемами этанола. Центрифугировали 10 минут на скорости 13200 об/мин при комнатной температуре, промывали осадок 70% спиртом, растворяли в воде и использовали для постановки реакции лигирования в рабочей концентрации 10-2 мкг/мкл.The recipient plasmid pET28a (+) was sequentially digested with each of the NheI and HindIII endonucleases. First, aliquots of the plasmid were incubated for 2 hours in a water thermostat at 37 ° C with each of the restriction enzymes, the complete linearization of the plasmids was controlled by agarose gel electrophoresis (within the sensitivity of the method), after which a second restriction enzyme was added and incubated for another 2 hours. Then the samples were combined, the restriction enzymes were inactivated by heating at 65 ° C for 20 minutes, and the vector was dephosphorylated with alkaline phosphatase (Fermentas, Lithuania) according to the manufacturer's recommendations. Alkaline phosphatase was inactivated by heating to 85 ° C for 20 minutes. Restricted and dephosphorylated plasmid was treated with an equal volume of 1: 1 phenol-chloroform mixture and the aqueous phase was reprecipitated with 3 volumes of ethanol. It was centrifuged for 10 minutes at a speed of 13200 rpm at room temperature, the precipitate was washed with 70% alcohol, dissolved in water and used to set up a ligation reaction at a working concentration of 10 -2 μg / μl.

Реакцию лигирования очищенного фрагмента, соответствующего минигену tTF и реципиентной плазмиды проводили, как описано выше. После этого проводили трансформацию клеток Е. coli штамма DH5α, как описано выше.The ligation reaction of the purified fragment corresponding to the tTF minigen and the recipient plasmid was carried out as described above. After that, cells of E. coli strain DH5α were transformed, as described above.

Колонии Е. coli анализировали методом ПЦР с клонов, с использованием праймерного олигонуклеотида к последовательности векторов T7t-5TGCTAGTTATTGCTCAGCGG3' и специфических олигонуклеотидов F3for, tF3rev (первичные нуклеотидные последовательности праймеров F3for - TTGCTAGCGACGACGACGACAAGTCAGGCACTACAAATAC, tF3rev - GGAAGCTTACTACTTGTGTAGAGATATAG).Colonies of E. coli were analyzed by PCR from clones using the primer oligonucleotide for the sequence of T7t-5TGCTAGTTATTGCTCAGCGG3 'vectors and the specific oligonucleotides F3for, tF3rev (primary nucleotide sequences of the F3for primers - TTGCTAGGAGCACTGACTAGGAGCACTGACTAGCAGCACTGAC.

Отобранные клоны наращивали в 5 мл питательного бульона LB и проводили выделение плазмидной ДНК с использованием набора реактивов "Wizard Plus SV Minipreps" («Promega», США) по стандартному протоколу фирмы-производителя.Selected clones were grown in 5 ml LB nutrient broth and plasmid DNA was isolated using the Wizard Plus SV Minipreps reagent kit (Promega, USA) according to the standard protocol of the manufacturer.

При помощи ПЦР-секвенирования для конструкции р6Е-tTF определяли нуклеотидную последовательность обоих комплементарных цепей ДНК для области вставки. В результате секвенирования установили, что в полученном препарате плазмиды не содержатся мутации в области вставки, то есть кодируется корректная последовательность фрагмента кДНК ТФ.Using PCR sequencing for the p6E-tTF construct, the nucleotide sequence of both complementary DNA strands was determined for the insertion region. As a result of sequencing, it was found that the obtained plasmid preparation does not contain mutations in the insertion region, i.e., the correct sequence of the TF cDNA fragment is encoded.

Пример 2. Получение штамма-продуцента, оценка продуктивности штамма-продуцента и локализация целевого белка.Example 2. Obtaining a producer strain, evaluating the productivity of the producer strain and localization of the target protein.

Для получения штамма-продуцента рекомбинантного ТФ плазмидную ДНК р6Е-tTF использовали для трансформации компетентных клеток Escherichia coli BL21(DE3) (с генотипом F - ompT hsdSB (r-m-) gal dcm (DE3)) и проводили отбор клонов, сохраняющих уровень биосинтеза рекомбинантного полипептида не ниже 10-12% от суммарного клеточного белка в течение по крайней мере шести последовательных пассирований.To obtain a producer strain of recombinant TF, p6E-tTF plasmid DNA was used to transform competent cells of Escherichia coli BL21 (DE3) (with genotype F - ompT hsdS B (rm-) gal dcm (DE3)) and clones that retained the level of recombinant biosynthesis were selected a polypeptide of not less than 10-12% of the total cellular protein for at least six consecutive passages.

Для этого клетки Е. coli BL21(DE3) трансформировали плазмидой р6Е-tTF и высевали на агаризованную среду с добавлением канамицина до 30 мкг/мл, проводили отбор клонов методом ПЦР-анализа с использованием праймерных олигонуклеотидов к последовательностям векторов T7t и специфических олигонуклеотидов F3for, tF3rev. Отобранные клоны наращивали в 5 мл питательного бульона с добавлением канамицина до 30 мкг/мл, проводили выделение плазмидной ДНК, ее рестриктный анализ эндонуклеазами NheI и HindIII и верификацию нуклеотидной последовательности методом ПЦР-секвенирования с использованием праймерных олигонуклеотидов к последовательностям вектора р6Е, как описано выше. После этого проводили аналитическую экспрессию целевых белков.For this, E. coli BL21 (DE3) cells were transformed with p6E-tTF plasmid and plated on agar medium supplemented with kanamycin up to 30 μg / ml, clones were selected by PCR analysis using primer oligonucleotides for the T7t vector sequences and specific F3for, tF3rev oligonucleotides . The selected clones were expanded in 5 ml of nutrient broth with the addition of kanamycin to 30 μg / ml, plasmid DNA was isolated, its restriction analysis was performed with NheI and HindIII endonucleases, and the nucleotide sequence was verified by PCR sequencing using primer oligonucleotides to the sequences of p6E vector, as described above. After that, analytical expression of the target proteins was performed.

Для этого клоны клеток Е. coli BL21(DE3), трансформированных плазмидой р6Е-tTF выращивали в питательном бульоне с добавлением канамицина до 30 мкг/мл и раствора глюкозы до 1% в течение 12-14 часов, инокулировали новую порцию питательной среды в соотношении 1:100, растили культуру до достижения оптической плотности 2 О.Е., индуцировали изопропилтио-p-D-галактозидом и культивировали еще 3-6 часов. После окончания культивации осадок клеток отделяли центрифугированием, ресуспендировали клетки в растворе 10 мМ Трис-HCl, 2 мМ ЭДТА-Na, 0,1% Тритона-Х100, 10 мкг/мл лизоцима в соотношении 10 мл раствора на 1 г клеточной пасты, выдерживали суспензию 30 мин на льду и проводили разрушение клеток ультразвуковым диспергатором. Отбирали образцы для электрофоретического анализа, разделяли в них растворимую и нерастворимую фракцию белков центрифугированием, дополнительно ресуспендировали осадок в том же растворе и осаждали центрифугированием. Результаты анализа приведены на фиг.3, целевой белок практически полностью был локализован в нерастворимой фракции белков, т.е. находился в форме «телец включения».For this, clones of E. coli BL21 (DE3) cells transformed with p6E-tTF plasmid were grown in nutrient broth with the addition of kanamycin up to 30 μg / ml and glucose solution up to 1% for 12-14 hours, a new portion of the nutrient medium was inoculated with a ratio of 1 : 100, the culture was grown until an optical density of 2 OE was reached, wasopropylthio-pD-galactoside was induced and cultured for another 3-6 hours. After cultivation, the cell pellet was separated by centrifugation, the cells were resuspended in a solution of 10 mM Tris-HCl, 2 mM EDTA-Na, 0.1% Triton-X100, 10 μg / ml lysozyme in a ratio of 10 ml of solution per 1 g of cell paste, the suspension was kept 30 min on ice and cell destruction was performed with an ultrasonic dispersant. Samples were taken for electrophoretic analysis, the soluble and insoluble fraction of proteins was separated by centrifugation, the precipitate was additionally resuspended in the same solution, and precipitated by centrifugation. The analysis results are shown in figure 3, the target protein was almost completely localized in the insoluble fraction of proteins, i.e. was in the form of a “inclusion body”.

Пример 3. Выделение, очистка и ренатурация рекомбинантного ТФ.Example 3. Isolation, purification and renaturation of recombinant TF.

Штамм-продуцент BL21[DE3]/p6E-tTF высевали из музея петлей истощающим штрихом на чашку Петри с агаризованной средой LB, содержащей 30 мкг/мл канамицина и 1% глюкозы, растили 14 часов при +37°С. Одну отдельную колонию штамма переносили в 5 мл жидкой среды LB, содержащей 30 мкг/мл канамицина и 1% глюкозы и растили на качалке 14 часов при +37°С. Содержимым инокулировали 250 мл среды 2xYT, содержащей 30 мкг/мл канамицина и 0,1% глюкозы, растили на качалке 3,5 часа при +37°С, отбирали образцы бактериальной суспензии для анализа, добавляли ИПТГ до конечной концентрации 1 мМ и растили еще 4 часа.The producer strain BL21 [DE3] / p6E-tTF was seeded from the museum by a loop by a draining stroke on a Petri dish with agarized LB medium containing 30 μg / ml kanamycin and 1% glucose, grown for 14 hours at + 37 ° C. One single colony of the strain was transferred into 5 ml of LB liquid medium containing 30 μg / ml kanamycin and 1% glucose and grown on a rocking chair for 14 hours at + 37 ° C. The contents were inoculated with 250 ml of 2xYT medium containing 30 μg / ml kanamycin and 0.1% glucose, grown on a shaker for 3.5 hours at + 37 ° C, samples of the bacterial suspension were taken for analysis, IPTG was added to a final concentration of 1 mM, and still grown 4 hours.

Осадок клеток ресуспендировали в 20 мл раствора А (50 мМ Трис, рН 7,4, 2 мМ ЭДТА), добавили лизоцим до 0,1 мг/мл и Тритон X100 до 0,1%, инкубировали 30 мин на льду. Проводили разрушение клеток и геномной ДНК при помощи ультразвукового диспергатора пульсами по 10 с до исчезновения повышенной вязкости суспензии. Отделяли осадок центрифугированием 10 мин при 20000 об/мин. Осадок ресуспендировали в растворе А, добавляли детергент NP-40 до 1%, суспензию обрабатывали ультразвуковым диспергатором до исчезновения частиц осадка крупнее 1 мм, отделяли осадок центрифугированием 10 мин при 20000 об/мин. Полученный осадок ресуспендировали в растворе А, добавляли NaCl до 500 мМ, суспензию обрабатывали ультразвуковым диспергатором до исчезновения частиц осадка крупнее 1 мм, отделяли осадок центрифугированием 10 мин при 20000 об/мин. Полученный осадок обогащенных телец включения хранили при -70°С.The cell pellet was resuspended in 20 ml of solution A (50 mM Tris, pH 7.4, 2 mM EDTA), lysozyme up to 0.1 mg / ml and Triton X100 up to 0.1% were added, incubated for 30 min on ice. Cells and genomic DNA were destroyed using an ultrasonic disperser in 10 s pulses until the increased viscosity of the suspension disappeared. The precipitate was separated by centrifugation for 10 minutes at 20,000 rpm. The precipitate was resuspended in solution A, NP-40 detergent was added to 1%, the suspension was treated with an ultrasonic disperser until the sediment particles larger than 1 mm disappeared, and the precipitate was separated by centrifugation for 10 min at 20,000 rpm. The obtained precipitate was resuspended in solution A, NaCl was added to 500 mM, the suspension was treated with an ultrasonic disperser until the sediment particles larger than 1 mm disappeared, and the precipitate was separated by centrifugation for 10 min at 20,000 rpm. The resulting precipitate of enriched inclusion bodies was stored at -70 ° C.

Для проведения солюбилизации целевого белка к осадку телец включения добавляли раствор Б (6 М гуанидинхлорида, 50 мМ фосфата натрия, 50 мМ бета-меркаптоэтанола, рН 8,0) в соотношении 10 мл раствора на 1 г осадка.To solubilize the target protein, solution B (6 M guanidine chloride, 50 mM sodium phosphate, 50 mM beta-mercaptoethanol, pH 8.0) was added to the precipitate of inclusion bodies in a ratio of 10 ml of solution per 1 g of precipitate.

Суспензию инкубировали при перемешивании 2 часа при +37°С, отделяли нерастворившийся клеточный дебрис центрифугированием 10 мин при 20000 об/мин. Супернатант разбавляли в 5 раз раствором В (6 М мочевины, 50 мМ фосфата натрия, 300 мМ хлорида натрия, рН 8,0) для уменьшения конечной концентрации бета-меркаптоэтанола, отделяли выпавший осадок центрифугированием 10 мин при 20000 об/мин и наносили супернатант на колонку с сорбентом Chelating Sepharose Fast Flow (GE Healthcare, США), содержащим хелатированные ионы никеля и уравновешенным раствором В. Последовательно промывали колонку раствором Г (6 М мочевины, 50 мМ фосфата натрия, 300 мМ хлорида натрия, рН 7,0) и раствором Д (6 М мочевины, 50 мМ фосфата натрия, 300 мМ хлорида натрия, 50 мМ имидазола рН 7,0). Элюировали очищенный белок раствором Е (6 М мочевины, 50 мМ фосфата натрия, 300 мМ хлорида натрия, 250 мМ имидазола, рН 7,0). Элюат концентрировали ультрафильтрацией до конечной концентрации белка 20 мг/мл и обессоливали диафильтрацией.The suspension was incubated with stirring for 2 hours at + 37 ° C, insoluble cell debris was separated by centrifugation for 10 min at 20,000 rpm. The supernatant was diluted 5 times with solution B (6 M urea, 50 mm sodium phosphate, 300 mm sodium chloride, pH 8.0) to reduce the final concentration of beta-mercaptoethanol, the precipitate was separated by centrifugation for 10 min at 20,000 rpm and the supernatant was applied on a column with a Chelating Sepharose Fast Flow sorbent (GE Healthcare, USA) containing chelated nickel ions and balanced solution B. The column was washed sequentially with solution G (6 M urea, 50 mM sodium phosphate, 300 mM sodium chloride, pH 7.0) and solution D (6 M urea, 50 mm sodium phosphate, 300 mm sodium chloride i, 50 mM imidazole pH 7.0). The purified protein was eluted with solution E (6 M urea, 50 mm sodium phosphate, 300 mm sodium chloride, 250 mm imidazole, pH 7.0). The eluate was concentrated by ultrafiltration to a final protein concentration of 20 mg / ml and desalted by diafiltration.

К концентрированному обессоленному раствору целевого белка добавляли дитиотреитол до конечной концентрации 10 мМ, инкубировали 2 часа при +37°С для восстановления дисульфидных связей и добавляли октилглюкозид до конечной концентрации 0,1 М. Раствор денатурированного белка по каплям вносили в перемешиваемый раствор для рефолдинга, содержащий 20 мМ Трис-HCl, рН 8,0, 1 мМ ЭДТА-Na, 150 мМ NaCl, 0,1 М октилглюкозида, 0,3 мМ цистеамина и 1 мМ цистамина. После внесения раствора денатурированного белка продолжали перемешивание в течение 14 часов при температуре +4°С, отделяли образовавшийся осадок денатурированного белка центрифугированием, супернатант концентрировали ультрафильтрацией до конечной концентрации белка 1 мг/мл и при помощи диафильтрации переводили белок в раствор для хранения, содержащий 20 мМ Трис-HCl, рН 8,0, 1 мМ ЭДТА-Na, 150 мМ NaCl, 0,1 М октилглюкозида, 1 мМ бета-меркаптоэтанола. Полученный готовый раствор хранили при -20°С.Dithiothreitol was added to the concentrated desalted solution of the target protein to a final concentration of 10 mM, incubated for 2 hours at + 37 ° C to restore disulfide bonds, and octyl glucoside was added to a final concentration of 0.1 M. The denatured protein solution was added dropwise to a stirred refolding solution containing 20 mM Tris-HCl, pH 8.0, 1 mM EDTA-Na, 150 mM NaCl, 0.1 M octyl glucoside, 0.3 mM cysteamine and 1 mM cystamine. After the denatured protein solution was added, stirring was continued for 14 hours at a temperature of + 4 ° C, the formed precipitate of the denatured protein was separated by centrifugation, the supernatant was concentrated by ultrafiltration to a final protein concentration of 1 mg / ml and the protein was transferred via diafiltration to a storage solution containing 20 mM Tris-HCl, pH 8.0, 1 mM EDTA-Na, 150 mM NaCl, 0.1 M octyl glucoside, 1 mM beta-mercaptoethanol. The resulting prepared solution was stored at -20 ° C.

Анализ ТФ проводили при помощи ДСН-ПААГ в невосстанавливающих условиях (фиг.4). Чистота целевого белка после очистки составила >90% по денситометрии электрофореграмм, доля ковалентных мультимеров <5%. Выход целевого белка от тотального белка по денситометрии ДСН - ПААГ 100 мг/л культуры (10% от тотального белка). Выход денатурированного белка после очистки 75 мг/л культуры (75%).TF analysis was performed using SDS-PAGE under non-reducing conditions (Fig. 4). The purity of the target protein after purification was> 90% by densitometry of electrophoregrams, the proportion of covalent multimers <5%. The yield of the target protein from the total protein by SDS densitometry - PAG 100 mg / l culture (10% of the total protein). The yield of denatured protein after purification of 75 mg / l of culture (75%).

Выход продукта после рефолдинга 30 мг/л культуры (общий выход 40%). Белок после рефолдинга пригоден для прямого приготовления тромбопластинового реагента.The product yield after refolding 30 mg / l of culture (total yield 40%). Protein after refolding is suitable for direct preparation of a thromboplastin reagent.

Приведенные результаты показали, что включение в последовательность синтезируемого белка короткого дополнительного N-концевого пептида, кодируемого оптимальными для Е. coli кодонами, позволяет увеличить уровень экспрессии гетерологичного белка за счет эффективной трансляции первых 28 аминокислот полипептида. Данный пептид также позволяет проводить хроматографическую очистку экспрессируемого белка в денатурирующих условиях методом металлохелатной хроматографии, что, в свою очередь, позволяет получать полностью очищенный продукт при помощи одной хроматографической стадии. При необходимости данный пептид может быть удален обработкой энтерокиназой и последующей повторной металлохелатной хроматографией.The results showed that the inclusion in the sequence of the synthesized protein of a short additional N-terminal peptide encoded by codons optimal for E. coli allows increasing the expression level of the heterologous protein due to the efficient translation of the first 28 amino acids of the polypeptide. This peptide also allows chromatographic purification of the expressed protein under denaturing conditions by metal chelate chromatography, which, in turn, allows one to obtain a completely purified product using a single chromatographic step. If necessary, this peptide can be removed by treatment with enterokinase and subsequent repeated metal chelate chromatography.

Преимущества предлагаемого штамма Е. coli BL21[DE3] заключаются в использовании бактерий с фенотипом Lon OmpT, что исключает возможность протеолитического расщепления синтезируемого de novo рекомбинантного ТФ и контаминации выделяемого белка наиболее активными протеазами Е. coli. Встроенный в ее геном ген РНК полимеразы бактериофага Т7 под контролем lac промотора, что при использовании Т7-lac промотора и Т7 терминатора в плазмидах приводит к быстрой и эффективной продукции белка.The advantages of the proposed E. coli BL21 [DE3] strain are the use of bacteria with the Lon OmpT phenotype, which excludes the possibility of proteolytic cleavage of the synthesized de novo recombinant TF and contamination of the secreted protein with the most active E. coli proteases. The T7 bacteriophage R7 polymerase RNA polymerase gene integrated in its genome is controlled by the lac promoter, which, when using the T7-lac promoter and T7 terminator in plasmids, leads to fast and efficient protein production.

Еще одним общим преимуществом использованного штамма, экспрессионного вектора и стратегии биосинтеза является возможность проводить индукцию без изменения температуры культивирования.Another common advantage of the used strain, expression vector and biosynthesis strategy is the ability to carry out induction without changing the temperature of cultivation.

Claims (2)

1. Экспрессионная плазмидная ДНК р6Е-tTF, включающая область ДНК, соответствующую SEQ ID NO: 1 и кодирующая полипептид с последовательностью SEQ ID NO: 2, содержащий внеклеточный и трансмембранный домены тканевого фактора человека, а также NheI/HindIII фрагмент плазмиды рЕТ28а(+), содержащий ген Kan(R).1. Expression plasmid DNA p6E-tTF, comprising a DNA region corresponding to SEQ ID NO: 1 and encoding a polypeptide with the sequence SEQ ID NO: 2, containing the extracellular and transmembrane domains of human tissue factor, as well as the NheI / HindIII fragment of plasmid pET28a (+) containing the Kan (R) gene. 2. Рекомбинантный штамм E.coli BL21[DE3]/p6E-tTF, стабильно трансформированный плазмидной ДНК р6Е-tTF по п.1 - продуцент делеционного варианта рекомбинантного тканевого фактора человека, содержащего трансмембранный и тканевый домены. 2. The recombinant E. coli strain BL21 [DE3] / p6E-tTF stably transformed with the plasmid DNA p6E-tTF according to claim 1 is a producer of a deletion variant of a recombinant human tissue factor containing transmembrane and tissue domains.
RU2008143526/10A 2008-11-05 2008-11-05 EXPRESSION PLASMID DNA p6E-tTF CODING EXTRACELLULAR AND TRANSMEMBRANE DOMAINS OF HUMAN TISSUE FACTOR AND E.coli BL21 [DE3]/p6E-tTF STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT HUMAN TISSUE FACTOR RU2426780C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008143526/10A RU2426780C2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 EXPRESSION PLASMID DNA p6E-tTF CODING EXTRACELLULAR AND TRANSMEMBRANE DOMAINS OF HUMAN TISSUE FACTOR AND E.coli BL21 [DE3]/p6E-tTF STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT HUMAN TISSUE FACTOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008143526/10A RU2426780C2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 EXPRESSION PLASMID DNA p6E-tTF CODING EXTRACELLULAR AND TRANSMEMBRANE DOMAINS OF HUMAN TISSUE FACTOR AND E.coli BL21 [DE3]/p6E-tTF STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT HUMAN TISSUE FACTOR

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008143526A RU2008143526A (en) 2010-05-10
RU2426780C2 true RU2426780C2 (en) 2011-08-20

Family

ID=42673503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008143526/10A RU2426780C2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 EXPRESSION PLASMID DNA p6E-tTF CODING EXTRACELLULAR AND TRANSMEMBRANE DOMAINS OF HUMAN TISSUE FACTOR AND E.coli BL21 [DE3]/p6E-tTF STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT HUMAN TISSUE FACTOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2426780C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744592C1 (en) * 2020-06-25 2021-03-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" Recombinant plasmid pet21-tf7, providing synthesis of modified tissue factor, and escherichia coli bl21 (de3) pet21-tf7 strain - producer of recombinant human tissue factor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUAN М. еt al. Production of extracellular domain of human tissue factor using maltose-binding protein system. Protein expression and purification, 2002, v.226, p.229-234. STONE M.J. еt al. Recombinant soluble human tissue factor secreted by Saccharomyces cerevisae and refolded from Escherichia coli inclusion bodies: glycosylation of mutants, activity and physical characterization. Biochem. J. 1995, v.310, p.605-614. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744592C1 (en) * 2020-06-25 2021-03-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" Recombinant plasmid pet21-tf7, providing synthesis of modified tissue factor, and escherichia coli bl21 (de3) pet21-tf7 strain - producer of recombinant human tissue factor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008143526A (en) 2010-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2686090B2 (en) Novel fusion protein and purification method thereof
JP4751374B2 (en) Method for producing heterologous protein and method for secreting protein
JP5591445B2 (en) A method for producing a heterologous protein, a method for secreting a protein, and E. E. coli strain
Sichwart et al. Maximized autotransporter-mediated expression (MATE) for surface display and secretion of recombinant proteins in Escherichia coli
JPH01502638A (en) Polypeptides with activity against Gram-positive and Gram-negative bacteria
JP3011274B2 (en) Recombinantly produced 3-des-hydroxy-cystatin C polypeptide or modified product thereof
KR20100086717A (en) Method for the secretory production of heterologous protein in escherichia coli
RU2354702C2 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pHINS11 CODING HYBRID PROTEIN-HUMAN INSULIN PRECURSOR, Escherichia coli CELL, TRANSFORMED WITH RECOMBINANT PLASMID DNA pHINS11, Escherichia coli BACTERIA STRAIN JM109/pHINS11 - PRODUCER OF HYBRID PROTEIN-HUMAN INSULIN PRECURSOR, AND METHOD OF OBTAINING HUMAN INSULIN
RU2426780C2 (en) EXPRESSION PLASMID DNA p6E-tTF CODING EXTRACELLULAR AND TRANSMEMBRANE DOMAINS OF HUMAN TISSUE FACTOR AND E.coli BL21 [DE3]/p6E-tTF STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT HUMAN TISSUE FACTOR
RU2144957C1 (en) Recombinant plasmid dna ppins07 encoding fused polypeptide containing human proinsulin and strain of bacterium escherichia coli - producer of fused polypeptide containing human proinsulin
EP1597369A1 (en) Use of caspase enzymes for maturation of engineered recombinant polypeptide fusions
JPH082314B2 (en) Method for delivering gene products to growth media of Gram-negative bacteria
RU2610173C1 (en) Recombinant plasmid pfm-ifn-17 providing expression of interferon alpha-2b of human, recombinant plasmid pfm-ap, providing expression of enzyme methionine-aminopeptidase e coli, biplasmid strain escherichia coli fm-ifn-ap (pfm-ifn-17, pfm-ap) - producer (met-) of recombinant interferon alpha -2b of human
WO1992005276A1 (en) A method for over-expression and rapid purification of biosynthetic proteins
KR101634078B1 (en) Process for producing protein capable of forming inclusion body
RU2278688C1 (en) Human endostatin preparation and method for production thereof
KR20130141001A (en) A novel vector system for isolation and purification of target proteins
RU2453604C1 (en) Hybrid protein (versions), bacterial strain escherichia coli - hybrid protein producer (versions) and method for producing methionine-free human interferon alpha-2
CN114075571A (en) Nucleic acid constructs of epidermal growth factor, methods of production and compositions thereof
RU2550027C2 (en) EXPRESSION PLASMID CONTAINING DNA FRAGMENT CODING MUTEIN [C245S] OF HUMAN TISSUE FACTOR WITH INSEPARABLE C-TERMINAL TAG, BACTERIUM E coli PRODUCING PRECURSOR PROTEIN OF MUTEIN [C245S] OF HUMAN TISSUE FACTOR WITH INSEPARABLE C-TERMINAL TAG, METHOD FOR PRODUCING RECOMBINANT MUTEIN [C245S] OF HUMAN TISSUE FACTOR WITH INSEPARABLE C-TERMINAL TAG, RECOMBINANT MUTEIN [C245S] OF HUMAN TISSUE FACTOR WITH INSEPARABLE C-TERMINAL TAG
JP2004520056A (en) Method for purification of soluble SSAO
RU2495934C2 (en) PLASMID FOR EXPRESSION IN BACTERIA CELLS OF GENUS Escherichia OF INACTIVE PRECURSOR OF MUTEIN [C112S] OF HUMAN ENTEROKINASE LIGHT CHAIN, BACTERIA BELONGING TO GENUS Escherichia, - PRODUCER OF PRECURSOR OF RECOMBINANT MUTEIN [C112S] OF HUMAN ENTEROKINASE LIGHT CHAIN, PRECURSOR OF RECOMBINANT MUTEIN [C112S] OF HUMAN ENTEROKINASE LIGHT CHAIN, METHOD OF PRODUCTION OF RECOMBINANT MUTEIN [C112S] OF HUMAN ENTEROKINASE LIGHT CHAIN, RECOMBINANT MUTEIN [C112S] OF HUMAN ENTEROKINASE LIGHT CHAIN
RU2143492C1 (en) Recombinant plasmid encoding fused protein as precursor of human insulin (variants), strain of bacterium escherichia coli - producer of fused protein as precursor of human insulin (variants), method of human insulin preparing
UA76661C2 (en) A method for producing recombinant humanæs insulin
KR101841646B1 (en) Method for the preparation of AIMP2-DX2 as a target for anti-cancer drug discovery

Legal Events

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

Effective date: 20120723

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

Effective date: 20161106