RU2445357C1 - Pichia angusta recombinant yeast strain - producer of capsid protein l1 of human papillomavirus type 16 - Google Patents

Pichia angusta recombinant yeast strain - producer of capsid protein l1 of human papillomavirus type 16 Download PDF

Info

Publication number
RU2445357C1
RU2445357C1 RU2011105290/10A RU2011105290A RU2445357C1 RU 2445357 C1 RU2445357 C1 RU 2445357C1 RU 2011105290/10 A RU2011105290/10 A RU 2011105290/10A RU 2011105290 A RU2011105290 A RU 2011105290A RU 2445357 C1 RU2445357 C1 RU 2445357C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protein
recombinant
hpv
producer
strain
Prior art date
Application number
RU2011105290/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Крымский (RU)
Михаил Александрович Крымский
Иван Андреевич Борисов (RU)
Иван Андреевич Борисов
Михаил Симеонович Яковлев (RU)
Михаил Симеонович Яковлев
Михаил Олегович Агафонов (RU)
Михаил Олегович Агафонов
Михаил Давидович Тер-Аванесян (RU)
Михаил Давидович Тер-Аванесян
Original Assignee
Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбиотех"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбиотех" filed Critical Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбиотех"
Priority to RU2011105290/10A priority Critical patent/RU2445357C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2445357C1 publication Critical patent/RU2445357C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: strain is obtained by introducing into yeast cells a DNA sequence which codes the capsid protein L1 of HPV type 16 under control of a DAK gene promoter. The present invention provides high output of the recombinant protein L1 of HPV type 16 using simple methods of obtaining high-density cultures and can be used in microbiological synthesis of recombinant protein L1 of HPV type 16, having immunogenic properties of natural protein.
EFFECT: simple method.
5 ex

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно генной инженерии, и может быть использовано для создания микробиологического дрожжевого продуцента капсидного белка L1 вируса папилломы человека типа 16.The invention relates to the field of biotechnology, namely genetic engineering, and can be used to create a microbiological yeast producer of capsid protein L1 of human papillomavirus type 16.

Вирус папилломы человека (HPV - Human Papilloma Virus), поражая эпителиальные клетки, вызывает различные заболевания у человека. В зависимости от типа инфицирующего вируса, который на основании данных о гомологии последовательности ДНК классифицирован более чем в 70 типов, папилломавирусная инфекция проявляется в виде образования доброкачественных бородавок, незлокачественных кондилом или папиллом на слизистой половых органов или дыхательных путей. Вирус папилломы человека типа 16 и 18 вызывает эпителиальную дисплазию слизистой половых органов, именно эти типы вируса папилломы ассоциированы с большей частью преинвазивных и инвазивных карцином аногенитальной сферы (рак шейки матки, влагалища, вульвы и анального канала), из которых рак шейки матки - один из самых распространенных и опасных видов новообразований у женщин. По данным ВОЗ ежегодно раком шейки матки заболевают около 500 тысяч женщин во всем мире, причем более половины этих случаев заканчиваются летальным исходом. Клинические проявления рака шейки матки не обнаруживаются длительное время, в то же время ранняя диагностика папилломавирусной инфекции довольно сложна. Именно поэтому в борьбе с распространением такого тяжелого заболевания предпочтение отдается профилактике папилломавирусной инфекции, в частности иммунологически, путем индуцирования иммунного ответа у человека.The human papilloma virus (HPV - Human Papilloma Virus), affecting epithelial cells, causes various diseases in humans. Depending on the type of infectious virus, which is classified into more than 70 types on the basis of DNA sequence homology, papillomavirus infection manifests itself in the form of benign warts, non-cancerous warts or papillomas on the mucous membranes of the genital organs or respiratory tract. Human papillomavirus type 16 and 18 causes epithelial dysplasia of the genital mucosa, it is these types of papilloma virus that are associated with most pre-invasive and invasive carcinomas of the anogenital sphere (cervical, vaginal, vulvar and anal cancers), of which cervical cancer is one of the most common and dangerous types of tumors in women. According to the WHO, annually about 500 thousand women worldwide become ill with cervical cancer, more than half of these cases are fatal. Clinical manifestations of cervical cancer are not detected for a long time, while early diagnosis of human papillomavirus infection is rather complicated. That is why in the fight against the spread of such a serious disease, preference is given to the prevention of human papillomavirus infection, in particular immunologically, by inducing an immune response in humans.

Вирус папилломы относится к семейству паповирусов (Papoviridae), имеет диаметр 40-50 нм. Капсид вируса образован из 72 белковых капсомеров, состоящих из основного белка L1 и минорного белка L2. Геном вируса представлен в виде кольцевой двуцепочечной ДНК, которая содержит 8 ранних генов (Е1-Е7) и два поздних гена, кодирующих белки капсида L1 и L2. Главный белок L1 (55-60 кДа) способен сам собираться в вирусоподобные частицы (VLP - Virus-like particles), сходные по строению с вирионами, но не содержащие вирусную ДНК. Белок L1 обладает высокой иммуногенностью и индуцирует образование антител, нейтрализующих инфекционный вирус.The papilloma virus belongs to the family of papoviruses (Papoviridae), has a diameter of 40-50 nm. The virus capsid is formed from 72 protein capsomeres consisting of the main protein L1 and minor protein L2. The genome of the virus is presented in the form of circular double-stranded DNA, which contains 8 early genes (E1-E7) and two late genes encoding the capsid proteins L1 and L2. The main protein L1 (55-60 kDa) is able to assemble itself into virus-like particles (VLP - Virus-like particles), similar in structure to virions, but not containing viral DNA. Protein L1 has a high immunogenicity and induces the formation of antibodies that neutralize the infectious virus.

В настоящее время рекомбинантные белки L1 HPV представляют собой перспективные иммуногенные компоненты для создания профилактических вакцин, направленных против опасных типов папилломавируса. Затруднения, препятствующие созданию эффективных папилломавирусных вакцин, прежде всего, связаны с разработкой оптимальных экспрессионных систем для продукции рекомбинантных белков HPV, обладающих иммуногенными свойствами природных белков HPV L1.Currently, recombinant HPV L1 proteins are promising immunogenic components for the development of prophylactic vaccines against dangerous types of papillomavirus. The difficulties hindering the development of effective human papillomavirus vaccines are primarily associated with the development of optimal expression systems for the production of recombinant HPV proteins with the immunogenic properties of natural HPV L1 proteins.

Известно получение белков L1 и L2 HPV типа 16 путем культивирования клеток CV - 1 млекопитающих, инфицированных рекомбинантным вектором вируса коровьей оспы [Zhou J. et al. Virology, v.185, p.251-257, 1991]. Известна экспрессия папилломавирусного белка L1, способного агрегировать в вирусоподобные частицы (VLP) и обладающего иммуногенностью, в эукариотической системе на основе культивируемых клеток насекомых, бакуловирусная система [Kirnbauer R. et al. Proc.Natl. Acad. Sci USA, v.89, р.12180-12184, 1992]. В научной и патентной литературе представлены примеры использования для получения рекомбинантных белков HPV системы экспрессии на основе дрожжей Saccharomyces cerevisiae, которым отдается предпочтение благодаря международно признанной безопасности дрожжей, способности к наработке больших количеств белка в нативной конформации. Так, Петров P.M. и др. [WO 2006/065166 A1, 2006] получали капсидные белки L1 вирусных серотипов 16, 18, 31 HPV, вызывающих наиболее агрессивные формы заболеваний у человека, из рекомбинантных штаммов дрожжей. Эти штаммы получали трансформацией дрожжевых клеток плазмидами с генами, кодирующими белки L1 указанных серотипов. Фрагменты ДНК, кодирующие эти белки, были выделены из клинического материала. Созданные дрожжевые продуценты при культивировании были способны экспрессировать белки L1 в виде вирусоподобных частиц. Белки L1 использовали для приготовления профилактических и терапевтических вакцин.It is known to obtain HPV type 16 L1 and L2 proteins by culturing CV-1 cells of mammals infected with a recombinant vaccinia virus vector [Zhou J. et al. Virology, v. 185, p. 251-257, 1991]. Known expression of papillomavirus protein L1, capable of aggregating into virus-like particles (VLP) and having immunogenicity, in a eukaryotic system based on cultured insect cells, baculovirus system [Kirnbauer R. et al. Proc.Natl. Acad. Sci USA, v. 89, p. 12180-12184, 1992]. The scientific and patent literature presents examples of the use of the Saccharomyces cerevisiae yeast expression system for the production of recombinant HPV proteins, which are preferred due to the internationally recognized yeast safety, the ability to produce large amounts of protein in the native conformation. So, Petrov P.M. et al. [WO 2006/065166 A1, 2006] obtained capsid proteins L1 of viral serotypes 16, 18, 31 HPV, causing the most aggressive forms of diseases in humans, from recombinant yeast strains. These strains were obtained by transforming yeast cells with plasmids with genes encoding the L1 proteins of these serotypes. DNA fragments encoding these proteins were isolated from clinical material. Created yeast producers during cultivation were able to express L1 proteins in the form of virus-like particles. L1 proteins were used for the preparation of prophylactic and therapeutic vaccines.

Известно использование метилотрофных дрожжей Pichia pastoris для получения HPV16-L1 [Bazan S.B. et al. Arch. Virol. 2009, 154(10), 1609-17]. В геном Р.pastoris был введен ген, кодирующий белок L1 HPV типа 16 (HPV16-L1), под контролем регулируемого метанолом промотора. Этот ген имел оптимизированный кодоновый состав. Очистку белка L1 выполняли с использованием гепарин-сефарозной хроматографии с последующей стадией сборки вирусоподобных частиц (VLP). Образование биологически активных VLP подтверждали методами иммуноэлектронной микроскопии и гемагглютинации. Использование других видов метилотрофных дрожжей кроме Р.pastoris в качестве продуцента белка L1 HPV типа 16 в уровне техники не установлено.The use of methylotrophic yeast Pichia pastoris is known to produce HPV16-L1 [Bazan S.B. et al. Arch. Virol. 2009, 154 (10), 1609-17]. A gene encoding an HPV type 16 L1 protein (HPV16-L1) was introduced into the P. pastoris genome under the control of a methanol-regulated promoter. This gene had an optimized codon composition. Purification of the L1 protein was performed using heparin sepharose chromatography followed by a virus-like particle assembly (VLP) step. The formation of biologically active VLPs was confirmed by immunoelectron microscopy and hemagglutination. The use of other types of methylotrophic yeast except P. pastoris as a producer of HPV type 16 L1 protein is not established in the prior art.

Ближайшим аналогом является патент RU 2206608, 2003, в котором описывается создание дрожжевого продуцента белка L1 HPV или L2 HPV разных типов, в том числе HPV 16 и 18, на примере Saccharomyces cerevisiae. Клонирование генов L1 и L2 HPV 16 осуществляли с использованием геномной ДНК, экстрагированной из клеток Caski (ATCC № CRL 1550). Конструировали экспрессионный плазмидный дрожжевой вектор, содержащий последовательность ДНК, кодирующую соответствующий полипептид, под контролем промотора GAL10 и трансформировали им клетки S.cerevisiae. Способность рекомбинантных клеток S.cerevisiae экспрессировать белки L1 или L2 HPV анализировали иммуноблотингом.The closest analogue is patent RU 2206608, 2003, which describes the creation of a yeast producer of HPV L1 or HPV L2 protein of various types, including HPV 16 and 18, using Saccharomyces cerevisiae as an example. Cloning of HPV 16 L1 and L2 genes was performed using genomic DNA extracted from Caski cells (ATCC No. CRL 1550). An expression plasmid yeast vector containing the DNA sequence encoding the corresponding polypeptide was constructed under the control of the GAL10 promoter and transformed S. cerevisiae cells with it. The ability of recombinant S. cerevisiae cells to express HPV L1 or L2 proteins was analyzed by immunoblotting.

Получение капсидного белка L1 HPV, обладающего антигенными свойствами природного белка, с использованием рекомбинантного продуцента в соответствии с ближайшим аналогом при некоторых преимуществах по сравнению с ранее известными рекомбинантными продуцентами имеет и свои недостатки. К ним можно отнести нестабильность рекомбинантных клеток, связанную с относительно высокой частотой потерь автономной плазмиды при делении клеток. При культивировании штамма в неселективных для плазмиды условиях это приводит к накоплению клеток, не содержащих плазмиды и неспособных к синтезу целевого белка. Это существенно осложняет культивирование рекомбинантного штамма и увеличивает себестоимость целевого продукта. Для индукции экспрессии рекомбинантных белков используется достаточно дорогой реагент - галактоза, что увеличивает себестоимость целевого продукта.The preparation of the HPV L1 capsid protein having the antigenic properties of a natural protein using a recombinant producer in accordance with the closest analogue has certain disadvantages compared to previously known recombinant producers. These include the instability of recombinant cells associated with a relatively high frequency of autonomous plasmid losses during cell division. When the strain is cultured under nonselective conditions for the plasmid, this leads to the accumulation of cells that do not contain plasmids and are unable to synthesize the target protein. This significantly complicates the cultivation of the recombinant strain and increases the cost of the target product. To induce the expression of recombinant proteins, a rather expensive reagent, galactose, is used, which increases the cost of the target product.

Задачей изобретения является создание эффективного микробиологического дрожжевого продуцента белка L1 HPV типа 16. Под эффективностью понимается возможность получения целевого продукта, обладающего необходимыми биологическими свойствами и низкой себестоимостью.The objective of the invention is the creation of an effective microbiological yeast producer of HPV protein type L1 type 16. Under the effectiveness refers to the possibility of obtaining the target product with the necessary biological properties and low cost.

Задача решена тем, что, согласно изобретению, для получения рекомбинантного штамма-продуцента капсидного белка L1 HPV16 экспрессионную плазмиду, содержащую фрагмент ДНК с рекомбинантным геном, кодирующим HPV16-L1, под контролем промотора гена DAK (дегидрооксиацетон киназа) Hansenula polymorpha и селективным маркером (ген LEU2 H.polymorpha) интегрируют в геном реципиентного штамма DL1-L H.polymorpha. В результате отбора клонов, способных синтезировать белок HPV16-L1, был выделен трансформант с наибольшей продуктивностью, обозначенный КБТ-09/pHV-161. Искусственный ген интегрирован в геном, т.е. находится в составе одной из хромосом H.polymorpha. Это обеспечивает высокую митотическую стабильность штамма, давая возможность оптимизировать условия его культивирования без учета риска накопления клеток, потерявших способность синтезировать чужеродный белок. В соответствии с изменениями, внесенными в классификацию дрожжей, H.polymorpha является синонимом таксономического названия Pichia angusta [Hansenula Polymorpha. Biology and Applications. Edited by G. Gellissen, 2002, pp.3-4].The problem is solved in that, according to the invention, to obtain a recombinant producer strain of the capsid protein L1 HPV16 expression plasmid containing a DNA fragment with a recombinant gene encoding HPV16-L1, under the control of the promoter of the gene DAK (dehydroxyacetone kinase) Hansenula polymorpha (selective marker H. polymorpha LEU2) integrate into the genome of the H. polymorpha recipient strain DL1-L. As a result of the selection of clones capable of synthesizing the HPV16-L1 protein, the transformant with the highest productivity was identified, designated KBT-09 / pHV-161. The artificial gene is integrated into the genome, i.e. is part of one of the chromosomes of H. polymorpha. This ensures high mitotic stability of the strain, making it possible to optimize the conditions for its cultivation without taking into account the risk of accumulation of cells that have lost the ability to synthesize a foreign protein. In accordance with the changes made to the classification of yeast, H. polymorpha is synonymous with the taxonomic name Pichia angusta [Hansenula Polymorpha. Biology and Applications. Edited by G. Gellissen, 2002, pp. 3-4].

Полученный рекомбинантный штамм Р.angusta позволяет добиваться более высоких уровней синтеза рекомбинантного белка HPV16-L1 при более простых способах получения культур высокой плотности.The resulting recombinant P. angusta strain allows one to achieve higher levels of synthesis of the recombinant HPV16-L1 protein with simpler methods for producing high density cultures.

Штамм депонирован под номером ВКМ Y-2988D, 7.04.2010 в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов РАН им. Г.К.Скрябина. Штамм является новым и ни в патентной, ни в научно-технической литературе не описан.The strain was deposited under VKM number Y-2988D, 04/07/2010 at the Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms RAS named after G.K.Skryabin. The strain is new and is neither described in the patent nor in the scientific and technical literature.

Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.The invention can be illustrated by the following examples.

При этом все рутинные генно-инженерные операции осуществляют согласно стандартным методикам и инструкциям компаний производителей ферментов и наборов для манипуляций с ДНК in vitro. Для ПЦР во всех случаях использовали полимеразу Pfu (Fermentas). Синтез олигонуклеотидов и фрагмента ДНК, кодирующего полипептид HPV16-L1, а также определение последовательности нуклеотидов производились ЗАО "Евроген" г.Москва. Нуклеотидные последовательности синтезированных праймеров и фрагмента двуцепочечной ДНК, кодирующего полипептид HPV16-L1, приведены в Перечне последовательностей нуклеотидов.Moreover, all routine genetic engineering operations are carried out in accordance with standard methods and instructions of companies producing enzymes and kits for manipulating DNA in vitro. In all cases, Pfu polymerase (Fermentas) was used for PCR. The synthesis of oligonucleotides and a DNA fragment encoding the HPV16-L1 polypeptide, as well as the determination of the nucleotide sequence, were performed by Evrogen CJSC in Moscow. The nucleotide sequences of the synthesized primers and the double-stranded DNA fragment encoding the HPV16-L1 polypeptide are shown in the List of nucleotide sequences.

Пример 1. Получение рекомбинантного гена, содержащего промотор гена DAK и последовательность, кодирующую полипептид HPV16-L1.Example 1. Obtaining a recombinant gene containing a DAK gene promoter and a sequence encoding an HPV16-L1 polypeptide.

Фрагмент ДНК, содержащий промотор гена DAK H.polymorpha, получали методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). Для этого приготовили реакционную смесь, содержащую однократный реакционный буфер для Pfu, dATP, dTTP, dGTP, dCTP в концентрации 200 мкМ каждый, праймеры DAK1 (SEQ ID NO:1) и DAK2 (SEQ ID NO:2) в концентрации 0,5 мкМ каждый, ДНК из штамма H.polymorpha DL1-L [Agaphonov et al., 1994, Yeast v10, pp.509-513; коллекция штаммов лаборатории молекулярной генетики РКНПК МЗ РФ] в концентрации 10 мкг/мл и полимеразу Pfu в концентрации 20 ед/мл. Праймер DAK2 перед ПЦР был фосфорилирован при помощи Т4 полинуклеотидкиназы. Эту смесь инкубировали в течение 30 циклов изменения температуры, каждый из которых включал инкубации при 95°С в течение 15 с, при 50°С в течение 30 с, при 72°С в течение 60 с. После этого полученные продукты реакции разделили в агарозном геле и выделили фрагмент размером 1095 п.н. Этот фрагмент смешали с фрагментом, кодирующим полипептид HPV16-L1 (SEQ ID NO:5), в концентрации 100 нг/мкл каждый и инкубировали с Т4 ДНК лигазой в однократном лигазном буфере при 20°С в течение двух часов. После этого 1 мкл лигазной смеси добавили к 100 мкл смеси для проведения ПЦР, содержащей однократный реакционный буфер для Pfu, dATP, dTTP, dGTP, dCTP в концентрации 200 мкМ каждый, праймеры DAK1 (SEQ ID NO:1) и HPV16L1/3'a (SEQ ID NO:3) в концентрации 0,5 мкМ каждый, и полимеразу Pfu в концентрации 20 ед/мл. Эту смесь инкубировали в течение 15 циклов изменения температуры, каждый из которых включал инкубации при 95°С в течение 15 с, при 50°С в течение 30 с, при 72°С в течение 150 с. После этого полученные продукты реакции разделили в агарозном геле и выделили фрагмент размером 2600 п.н. Этот фрагмент содержал рекомбинантный ген, включающий промотор гена DAK H.polymorpha и последовательность, кодирующую HPV16-L1.A DNA fragment containing the promoter of the H. polymorpha DAK gene was obtained by polymerase chain reaction (PCR). For this, a reaction mixture was prepared containing a single reaction buffer for Pfu, dATP, dTTP, dGTP, dCTP at a concentration of 200 μM each, primers DAK1 (SEQ ID NO: 1) and DAK2 (SEQ ID NO: 2) at a concentration of 0.5 μM each, DNA from a strain of H. polymorpha DL1-L [Agaphonov et al., 1994, Yeast v10, pp. 509-513; a collection of strains of the laboratory of molecular genetics RKNPK Ministry of Health of the Russian Federation] at a concentration of 10 μg / ml and Pfu polymerase at a concentration of 20 units / ml. Prior to PCR, DAK2 primer was phosphorylated using T4 polynucleotide kinase. This mixture was incubated for 30 cycles of temperature change, each of which included incubations at 95 ° C for 15 s, at 50 ° C for 30 s, at 72 ° C for 60 s. After that, the obtained reaction products were separated on an agarose gel and a fragment of 1095 bp was isolated. This fragment was mixed with a fragment encoding the HPV16-L1 polypeptide (SEQ ID NO: 5) at a concentration of 100 ng / μl each and incubated with T4 DNA ligase in a single ligase buffer at 20 ° C for two hours. After that, 1 μl of the ligase mixture was added to 100 μl of the PCR mixture containing a single reaction buffer for Pfu, dATP, dTTP, dGTP, dCTP at a concentration of 200 μM each, primers DAK1 (SEQ ID NO: 1) and HPV16L1 / 3'a (SEQ ID NO: 3) at a concentration of 0.5 μM each, and Pfu polymerase at a concentration of 20 u / ml. This mixture was incubated for 15 cycles of temperature change, each of which included incubations at 95 ° C for 15 s, at 50 ° C for 30 s, at 72 ° C for 150 s. After this, the obtained reaction products were separated on an agarose gel and a 2600 bp fragment was isolated. This fragment contained a recombinant gene including the promoter of the H. polymorpha DAK gene and a sequence encoding HPV16-L1.

Пример 2. Получение плазмидного вектора рАМ517, содержащего рекомбинантный ген HPV16-L1 и селективный маркер ген LEU2 H.polymorpha.Example 2. Obtaining a plasmid vector pAM517 containing the recombinant HPV16-L1 gene and a selective marker of the H. polymorpha LEU2 gene.

Фрагмент ДНК с рекомбинантным геном, кодирующим HPV16-L1, под контролем промотора гена DAK H.polymorpha был гидролизован рестриктазой BglII. Препарат плазмиды AMIpLD1 [Agaphonov et al., 1999, Yeast 15:541-551], содержащей ген LEU2 H.polymorpha в качестве дрожжевого селективного маркера, был гидролизован рестриктазой BamHI и обработан щелочной фосфатазой из тимуса теленка. Полученные препараты фрагмента ДНК с рекомбинантным геном и линеаризованной плазмиды AMIpLD1 внесли в реакционную смесь для проведения лигирования в концентрации 30 нг/мкл. После инкубации с Т4 ДНК лигазой в течение 2 часов 2 мкл реакционной смеси использовали для трансформации штамма Escherichia coli DH5α. Из нескольких выросших трансформантов выделили плазмидную ДНК и использовали в качестве матрицы для проведения аналитической ПЦР с праймерами HPV16L1/3'a (SEQ ID NO:3) и HPV16L1/5'a (SEQ ID NO:4). Продукты ПЦР проанализировали методом электрофореза в агарозном геле. Был отобран препарат плазмиды, из которого в результате ПЦР образовывался фрагмент размером 1500 п.н. Определение последовательности нуклеотидов этой плазмиды подтвердило, что она содержит участок, кодирующий HPV16-L1 под контролем промотора DAK. H.polymorpha. Полученную плазмиду обозначили рАМ517.A DNA fragment with a recombinant gene encoding HPV16-L1, under the control of the promoter of the H. polymorpha DAK gene, was digested with restriction enzyme BglII. The preparation of plasmid AMIpLD1 [Agaphonov et al., 1999, Yeast 15: 541-551] containing the H. polymorpha LEU2 gene as a yeast selective marker was digested with BamHI restriction enzyme and treated with calf thymus alkaline phosphatase. The resulting preparations of the recombinant gene DNA fragment and the linearized plasmid AMIpLD1 were introduced into the reaction mixture for ligation at a concentration of 30 ng / μl. After incubation with T4 DNA ligase for 2 hours, 2 μl of the reaction mixture was used to transform Escherichia coli strain DH5α. Plasmid DNA was isolated from several grown transformants and used as template for analytical PCR with primers HPV16L1 / 3'a (SEQ ID NO: 3) and HPV16L1 / 5'a (SEQ ID NO: 4). PCR products were analyzed by agarose gel electrophoresis. A plasmid preparation was selected from which a 1500 bp fragment was formed as a result of PCR. The determination of the nucleotide sequence of this plasmid confirmed that it contains a plot encoding HPV16-L1 under the control of the DAK promoter. H.polymorpha. The resulting plasmid was designated pAM517.

Пример 3. Введение плазмиды рАМ517 в геном H.polymorpha DL1-L.Example 3. The introduction of the plasmid pAM517 in the genome of H.polymorpha DL1-L.

Штамм H.polymorpha DL1-L, являющийся ауксотрофом по лейцину, выращивали в течение 15-18 часов в жидкой среде YPD при 37°С. Полученную культуру разводили в 100 раз свежей средой YPD и инкубировали 4 часа в тех же условиях. Клетки из 200 мкл полученной культуры осаждали центрифугированием промывали стерильной дистиллированной водой и суспендировали в 30 мкл буфера Т (10 мМ трис-HCl рН 7,4; 100 мМ CH3COOLi; 0,5 мМ ЭДТА). К суспензии добавляли 1 мкг плазмиды рАМ517, 5 мкг ДНК носителя (фрагментированная и денатурированная ДНК сельди) и 60 мкл 70%-ного раствора полиэтиленгликоля 4000. Все компоненты перемешивали и инкубировали 30 мин при 30°С и 18 мин при 45°С. Смесь разводили в 1 мл среды YPD и инкубировали при 37°С в течение 1 часа. Клетки высевали на чашки Петри со средой YNB-D и инкубировали несколько дней до появления колоний трансформантов. Клетки выросших трансформантов рассевали истощающим штрихом на свежих чашках с YNB-D и после двух дней инкубации при 37°С отбирали быстрорастущие колонии.The strain H.polymorpha DL1-L, which is an auxotroph of leucine, was grown for 15-18 hours in liquid YPD at 37 ° C. The resulting culture was diluted 100 times with fresh YPD medium and incubated for 4 hours under the same conditions. Cells from 200 μl of the resulting culture were pelleted by centrifugation, washed with sterile distilled water and suspended in 30 μl of T buffer (10 mM Tris-HCl pH 7.4; 100 mM CH 3 COOLi; 0.5 mM EDTA). To the suspension were added 1 μg of plasmid pAM517, 5 μg of carrier DNA (fragmented and denatured herring DNA) and 60 μl of a 70% solution of polyethylene glycol 4000. All components were mixed and incubated for 30 min at 30 ° C and 18 min at 45 ° C. The mixture was diluted in 1 ml of YPD medium and incubated at 37 ° C for 1 hour. Cells were plated on Petri dishes with YNB-D medium and incubated for several days until transformant colonies appeared. The cells of the grown transformants were scattered with a depleting streak on fresh YNB-D plates, and after two days of incubation at 37 ° C, fast-growing colonies were selected.

Отобранные клоны проверяли на способность синтезировать белок LI HPV при росте клеток на среде, содержащей метанол. Один из трансформантов с наибольшей продуктивностью был обозначен КБТ-09/рНР-161.Selected clones were tested for their ability to synthesize HPV LI protein with cell growth in a medium containing methanol. One of the transformants with the highest productivity was designated KBT-09 / pHR-161.

Пример 4. Культивирование и выделение рекомбинантного белка HPV16-L1 из клеток Н. polymorpha.Example 4. Cultivation and isolation of the recombinant protein HPV16-L1 from H. polymorpha cells.

Ферментацию штамма-продуцента дрожжей Н. polymorpha осуществляли в два этапа. На первом этапе в режиме фед-бэтч при температуре 30°С наращивали биомассу в культуральной среде, содержащей 4% дрожжевого экстракта, 2% бактопептона и 4% глицерина. Когда сырая биомасса достигала плотности 150 г/л (примерно через 28-32 часа ферментации), добавляли индуктор до концентрации 0.5-0.8% и поддерживали на этом уровне в течение 48-72 часов.The fermentation of the strain producing yeast H. polymorpha was carried out in two stages. At the first stage, in the fed-batch mode at a temperature of 30 ° C, biomass was increased in a culture medium containing 4% yeast extract, 2% bactopeptone and 4% glycerol. When the raw biomass reached a density of 150 g / l (after about 28-32 hours of fermentation), the inductor was added to a concentration of 0.5-0.8% and maintained at this level for 48-72 hours.

После ферментации штамма-продуцента белок HPV16-L1 выделяли согласно опубликованной методике [Kim H.J. et al., Protein Expression and Purification, v.70, p.68-74, 2010] с небольшими изменениями. Клетки из культуральной жидкости осаждали центрифугированием при 4000g в течение 15 минут при 4°С. Осажденную биомассу ресуспендировали до концентрации 380 г влажных клеток на литр суспензии в буфере для экстракции: PBS (рН 7.2) с добавлением 1.7 mM EDTA, 2 mM PMSF, 0.01% Tween-80. Далее клетки разрушали в мельнице Dyno-Mill типа KDL, используя стеклянные шары диаметром 0,5-0,7 мм. Для удаления основной массы нецелевых белков и выделения антигена полученный экстракт насыщали сульфатом аммония до 45% насыщения и осажденные белки отделяли центрифугированием при 12000g в течение 10 минут. Осадок разводили в минимальном объеме буфера PBS (рН 7.2) + 0.01% Tween-80 и диализовали в этот же буфер в течение 24 часов при комнатной температуре для осаждения части оставшихся примесных белков, которые затем отделяли центрифугированием при 12000g в течение 10 минут. Полученный супернатант диализовали в буфер для связывания: PBS (рН 7.0), содержащий 0.33 М NaCl и 0.01% Tween-80 с последующей адсорбцией на сорбент Heparin Sepharose CL-6B (GE Healthcare, USA). После промывки сорбента тем же буфером для связывания белок HPV16-L1 элюировали линейным градиентом от 0.33 до 1.5 М NaCl. Объединенные фракции, содержащие антиген (по иммуноблоту и SDS-PAGE), концентрировали ультрафильтрацией (500 KDa) и разделяли при помощи зонального ультрацентрифугирования (Beckman Coulter, USA) в градиенте глицерин/сахароза. Фракции, содержащие целевой белок, объединяли, а затем очищали гельфильтрацией на сорбенте Toyopearl HW-65 (ToyoSoda Corp., Japan). Чистоту полученного таким образом рекомбинантного белка HPV-L1 определяли методом электрофореза. Если чистота белка была недостаточна (менее 95%), производили дополнительную очистку при помощи катионобменной хроматографии на сорбенте Toyopearl SP-650C. Выход целевого белка составлял не менее 50 мг с 1 л культуральной жидкости.After fermentation of the producer strain, the HPV16-L1 protein was isolated according to the published procedure [Kim H.J. et al., Protein Expression and Purification, v.70, p. 68-74, 2010] with minor changes. Cells from the culture fluid were besieged by centrifugation at 4000 g for 15 minutes at 4 ° C. The precipitated biomass was resuspended to a concentration of 380 g of wet cells per liter of suspension in extraction buffer: PBS (pH 7.2) with 1.7 mM EDTA, 2 mM PMSF, 0.01% Tween-80. Next, the cells were destroyed in a Dyno-Mill mill of type KDL using glass balls with a diameter of 0.5-0.7 mm. To remove the bulk of the non-target proteins and the selection of antigen, the obtained extract was saturated with ammonium sulfate to 45% saturation and the precipitated proteins were separated by centrifugation at 12000g for 10 minutes. The precipitate was diluted in a minimum volume of PBS buffer (pH 7.2) + 0.01% Tween-80 and dialyzed into the same buffer for 24 hours at room temperature to precipitate a portion of the remaining impurity proteins, which were then separated by centrifugation at 12000g for 10 minutes. The resulting supernatant was dialyzed into binding buffer: PBS (pH 7.0) containing 0.33 M NaCl and 0.01% Tween-80, followed by adsorption on a Heparin Sepharose CL-6B sorbent (GE Healthcare, USA). After washing the sorbent with the same binding buffer, the HPV16-L1 protein was eluted with a linear gradient from 0.33 to 1.5 M NaCl. The pooled antigen-containing fractions (by immunoblot and SDS-PAGE) were concentrated by ultrafiltration (500 KDa) and separated by zonal ultracentrifugation (Beckman Coulter, USA) in a glycerol / sucrose gradient. The fractions containing the target protein were combined and then purified by gel filtration on a Toyopearl HW-65 sorbent (ToyoSoda Corp., Japan). The purity of the thus obtained recombinant HPV-L1 protein was determined by electrophoresis. If the protein purity was insufficient (less than 95%), an additional purification was performed using cation exchange chromatography on a Toyopearl SP-650C sorbent. The yield of the target protein was at least 50 mg per 1 liter of culture fluid.

Пример 5. Анализ рекомбинантного HPV16-L1.Example 5. Analysis of recombinant HPV16-L1.

1. Чистота рекомбинантного HPV-L1 определяется электрофорезом в полиакриламидном геле в восстанавливающих условиях (SDS-PAGE) путем окрашивания серебром и Coomassie Brilliant Blue R-250. Чистота выделенного рекомбинантного белка HPV-L1 составляет не менее 95%.1. The purity of recombinant HPV-L1 is determined by polyacrylamide gel electrophoresis under reducing conditions (SDS-PAGE) by silver staining and Coomassie Brilliant Blue R-250. The purity of the isolated recombinant HPV-L1 protein is at least 95%.

2. Иммуноспецифичность рекомбинантного HPV16-L1 определяют методом иммуноблотинга. Первичными моноклональными антителами к белку HPV-L1 серотипа 16 (Camvir-1, AbCam, UK) окрашивают иммуноблот с последующей визуализацией при помощи специфических антител к иммуноглобулинам мыши, конъюгированными с пероксидазой хрена, по методике улучшенной хемилюминисценции ECL (Amersham, UK). Рекомбинантный антиген HPV16-L1 представлен в виде полосы мономера белка размером 55-60 кДа.2. The immunospecificity of recombinant HPV16-L1 is determined by immunoblotting. Primary monoclonal antibodies to the HPV-L1 protein of serotype 16 (Camvir-1, AbCam, UK) are stained with an immunoblot followed by visualization with specific antibodies to mouse immunoglobulins conjugated to horseradish peroxidase according to the method of improved ECL chemiluminescence (Amersham, UK). Recombinant HPV16-L1 antigen is presented as a protein monomer band of 55-60 kDa in size.

Культурально-морфологические особенности штамма: клетки округлой формы, небольшие по размеру, на агаризованной среде YPD образуют крупные круглые колонии с выраженной выпуклой серединой.Cultural and morphological features of the strain: round-shaped cells, small in size, form large round colonies with a pronounced convex middle on an agarized YPD medium.

Хранение - при -70°С в виде суспензии клеток в стерильном 30-50%-ном растворе глицерина.Storage - at -70 ° C in the form of a suspension of cells in a sterile 30-50% glycerol solution.

Генетические особенности: Фаги у дрожжей не обнаружены. Штамм не является зоопатогенным или фитопатогенным.Genetic features: Phages in yeast not detected. The strain is not zoopathogenic or phytopathogenic.

Способ, условия и состав сред для размножения штамма: инкубирование прокачиванием при 30°С в питательной среде состава: 2% пептона, 1% дрожжевого экстракта, 2% глюкозы.Method, conditions and composition of media for the propagation of the strain: incubation by pumping at 30 ° C in a nutrient medium composition: 2% peptone, 1% yeast extract, 2% glucose.

Условия и состав среды для ферментации: прокачивание при 30°С и рН 5,0-5,5 в питательной среде, содержащей до 4% глицерина.The conditions and composition of the medium for fermentation: pumping at 30 ° C and pH 5.0-5.5 in a nutrient medium containing up to 4% glycerol.

Способ определения активности: в осветленном гомогенизате клеток методом иммуноблотинга или иммуноферментного анализа. Активность штамма - не менее 50 мг/л культуральной жидкости.The method for determining the activity: in the clarified homogenized cells by immunoblotting or enzyme immunoassay. The strain activity is at least 50 mg / l of culture fluid.

Выделенный белок L1 HPV типа 16 может быть использован в тест-системах, а также для создания на его основе вакцин для профилактики заболеваний, ассоциированных с вирусом папилломы человека.The isolated HPV type 16 L1 protein can be used in test systems, as well as to create vaccines based on it for the prevention of diseases associated with human papillomavirus.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (1)

Рекомбинантный штамм дрожжей Pichia angusta BKM Y-2988D, трансформированный последовательностью ДНК, кодирующей полипептид L1 HPV типа 16 - продуцент рекомбинантного капсидного белка L1 вируса папилломы человека (HPV) типа 16. Recombinant yeast strain Pichia angusta BKM Y-2988D, transformed with a DNA sequence encoding HPV type 16 L1 polypeptide - producer of recombinant human papillomavirus virus (HPV) type 16 capsid protein (HPV) type 16.
RU2011105290/10A 2011-02-15 2011-02-15 Pichia angusta recombinant yeast strain - producer of capsid protein l1 of human papillomavirus type 16 RU2445357C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011105290/10A RU2445357C1 (en) 2011-02-15 2011-02-15 Pichia angusta recombinant yeast strain - producer of capsid protein l1 of human papillomavirus type 16

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011105290/10A RU2445357C1 (en) 2011-02-15 2011-02-15 Pichia angusta recombinant yeast strain - producer of capsid protein l1 of human papillomavirus type 16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2445357C1 true RU2445357C1 (en) 2012-03-20

Family

ID=46030119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011105290/10A RU2445357C1 (en) 2011-02-15 2011-02-15 Pichia angusta recombinant yeast strain - producer of capsid protein l1 of human papillomavirus type 16

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2445357C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546241C1 (en) * 2014-02-13 2015-04-10 Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбиотех" RECOMBINANT STRAIN OF YEAST Hansenula polymorpha - PRODUCER OF MAJOR CAPSID PROTEIN L1 OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS OF TYPE 16
RU2546240C1 (en) * 2014-02-13 2015-04-10 Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбиотех" RECOMBINANT STRAIN OF YEAST Hansenula polymorpha - PRODUCER OF MAJOR CAPSID PROTEIN L1 OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS OF TYPE 56
RU2546242C1 (en) * 2014-02-13 2015-04-10 Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбиотех" RECOMBINANT STRAIN OF YEAST Hansenula polymorpha - PRODUCER OF MAJOR CAPSID PROTEIN L1 OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS OF TYPE 18

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2206608C2 (en) * 1994-05-16 2003-06-20 Мерк Энд Ко., Инк. Papilloma viral vaccines
CN101487009A (en) * 2008-01-15 2009-07-22 上海泽润生物科技有限公司 Method for preparing vaccine for anti-HPV 16 infection by pichia yeast expression system
RU2373219C2 (en) * 2004-03-24 2009-11-20 Мерк энд Ко. Инк. Optimised expression of hpv 52 l1 in yeast

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2206608C2 (en) * 1994-05-16 2003-06-20 Мерк Энд Ко., Инк. Papilloma viral vaccines
RU2373219C2 (en) * 2004-03-24 2009-11-20 Мерк энд Ко. Инк. Optimised expression of hpv 52 l1 in yeast
CN101487009A (en) * 2008-01-15 2009-07-22 上海泽润生物科技有限公司 Method for preparing vaccine for anti-HPV 16 infection by pichia yeast expression system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546241C1 (en) * 2014-02-13 2015-04-10 Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбиотех" RECOMBINANT STRAIN OF YEAST Hansenula polymorpha - PRODUCER OF MAJOR CAPSID PROTEIN L1 OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS OF TYPE 16
RU2546240C1 (en) * 2014-02-13 2015-04-10 Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбиотех" RECOMBINANT STRAIN OF YEAST Hansenula polymorpha - PRODUCER OF MAJOR CAPSID PROTEIN L1 OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS OF TYPE 56
RU2546242C1 (en) * 2014-02-13 2015-04-10 Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбиотех" RECOMBINANT STRAIN OF YEAST Hansenula polymorpha - PRODUCER OF MAJOR CAPSID PROTEIN L1 OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS OF TYPE 18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2154147B1 (en) A truncated l1 protein of human papillomavirus 16
EP2716653B1 (en) Truncated human papillomavirus type 33 protein l1
EA022841B1 (en) Production of heterologous polypeptides in microalgae, microalgal extracellular bodies, compositions, and methods of making and uses thereof
EP2910566B1 (en) A truncated L1 protein of human papillomavirus 11
CN101245099A (en) Amino acid sequence of recombined human papilloma virus L1 capsid protein and uses thereof
EP2589604B1 (en) Truncated l1 protein of human papillomavirus type 52
Chen et al. Human papillomavirus L1 protein expressed in Escherichia coli self-assembles into virus-like particles that are highly immunogenic
US9034340B2 (en) Genes encoding major capsid protein L1 of human papilloma virus
EP2154149B1 (en) A truncated l1 protein of human papillomavirus 6
CN1869215B (en) Method of preparing virus sample parlicle of human papillomavirus
RU2445357C1 (en) Pichia angusta recombinant yeast strain - producer of capsid protein l1 of human papillomavirus type 16
US20100272751A1 (en) Truncated l1 protein of human papillomavirus type 18
RU2546242C1 (en) RECOMBINANT STRAIN OF YEAST Hansenula polymorpha - PRODUCER OF MAJOR CAPSID PROTEIN L1 OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS OF TYPE 18
CN102586287A (en) HPV16L1 polynucleotide sequence and expression vector, host cell and application thereof
CN110669142B (en) RGD-fused porcine circovirus type 2 virus-like particle, mutant infectious clone, preparation method and application thereof
RU2676160C1 (en) Recombinant yeast strain harsenula polymorpha - producer of the main capcid protein l1 of human papillomavirus type 11
RU2546241C1 (en) RECOMBINANT STRAIN OF YEAST Hansenula polymorpha - PRODUCER OF MAJOR CAPSID PROTEIN L1 OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS OF TYPE 16
RU2546240C1 (en) RECOMBINANT STRAIN OF YEAST Hansenula polymorpha - PRODUCER OF MAJOR CAPSID PROTEIN L1 OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS OF TYPE 56
CN113549634B (en) Gene for coding soluble HPV58L1 protein and construction and application of recombinant plasmid thereof
RU2445358C1 (en) Pichia angusta recombinant yeast strain - producer of capsid protein l1 of human papillomavirus type 18
RU2675471C1 (en) Recombinant yeast strain hansenula polymorpha producing the main capsid protein l1 of human papillomavirus type 6
CN104845985B (en) Recombinant human papilloma virus protein expression
RU2546243C1 (en) Recombinant vaccine for prevention of human papillomavirus infection and method of its preparation
RU2681174C1 (en) Method of obtaining a recombinant vaccine for prevention of humanpapilloma virus infection, recombinant vaccine
RU2501809C1 (en) Method for obtaining recombinant core protein of hepatitis e virus and recombinant vaccine for prophylaxis of hepatitis e virus