RU2447151C1 - ALKALINE PHOSPHATASE CmAP SYNTHESIS-DETERMINING 40Ph PLASMID, E. coli rosetta(DE3)/40Ph STRAIN - PRODUCER OF CHIMERIC PROTEIN, CONTAINING AMINO ACID SEQUENCE OF RECOMBINANT ALKALINE PHOSPHATASE CmAP, AND PRODUCTION METHOD THEREOF - Google Patents
ALKALINE PHOSPHATASE CmAP SYNTHESIS-DETERMINING 40Ph PLASMID, E. coli rosetta(DE3)/40Ph STRAIN - PRODUCER OF CHIMERIC PROTEIN, CONTAINING AMINO ACID SEQUENCE OF RECOMBINANT ALKALINE PHOSPHATASE CmAP, AND PRODUCTION METHOD THEREOF Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447151C1 RU2447151C1 RU2010154267/10A RU2010154267A RU2447151C1 RU 2447151 C1 RU2447151 C1 RU 2447151C1 RU 2010154267/10 A RU2010154267/10 A RU 2010154267/10A RU 2010154267 A RU2010154267 A RU 2010154267A RU 2447151 C1 RU2447151 C1 RU 2447151C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cmap
- alkaline phosphatase
- plasmid
- strain
- protein
- Prior art date
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генетической инженерии, и касается способа получения рекомбинантного белка фосфатазы морской бактерии Cobetia marina (CmAP), а также плазмиды для его получения и рекомбинантного штамма Escherichia coli. Изобретение позволяет производить высокоактивную рекомбинантную щелочную фосфатазу для использования в медицине, генной инженерии и молекулярной биологии.The invention relates to biotechnology, in particular to genetic engineering, and relates to a method for producing a recombinant phosphatase protein of the marine bacteria Cobetia marina (CmAP), as well as a plasmid for its preparation and a recombinant strain of Escherichia coli. The invention allows the production of highly active recombinant alkaline phosphatase for use in medicine, genetic engineering and molecular biology.
Щелочная фосфатаза - фермент, катализирующий удаление 5'-концевой фосфатной группы из линейной ДНК или РНК при высоком рН. Используется в генной инженерии для дефосфорилирования ДНК перед лигированием; получения конъюгатов с олигонуклеотидами для хемилюминесцентного мечения генов в гибридизационной технике; в медицине для получения иммуноконъюгатов; для получения рекомбинантных диагностических антител к клеточным рецепторам с целью создания реперных белков для диагностики и т.д.Alkaline phosphatase is an enzyme that catalyzes the removal of the 5'-terminal phosphate group from linear DNA or RNA at high pH. Used in genetic engineering to dephosphorylate DNA before ligation; obtaining conjugates with oligonucleotides for chemiluminescent labeling of genes in a hybridization technique; in medicine for immunoconjugates; to obtain recombinant diagnostic antibodies to cell receptors with the aim of creating reference proteins for diagnosis, etc.
На сегодняшний день щелочная фосфатаза морской бактерии Cobetia marina, которая нашла широкое применение в практике лабораторных исследований и иммунодиагностике, продолжает оставаться самой высокоактивной коммерческой щелочной фосфатазой в мире - 11000-14000 ед/мг [Plisova E.Y., Balabanova L.A., Ivanova Е.Р., Kozhemyako V.В., Mikhailov V.V., Agafonova E.V., Rasskazov V.A. A Highly active alkaline phosphatase from the marine bacterium Cobetia // Marine Biotechnology. - 2005. - Vol.7, N 3. - P.173-178.]. Так, наиболее активный коммерческий препарат щелочной фосфатазы из кишечника теленка, предлагаемый производителем, имеет максимальную активность 7500 ед/мг (http:www.bbienzymes.com/), активность препарата рекомбинантной щелочной фосфатазы из дрожжевого гриба Pichia pastoris - 7000 ед/мг (http:www.roche-biochem.jp/).Today, the alkaline phosphatase of the marine bacteria Cobetia marina, which has been widely used in laboratory research and immunodiagnostics, continues to be the most highly active commercial alkaline phosphatase in the world - 11000-14000 units / mg [Plisova EY, Balabanova LA, Ivanova ER, Kozhemyako V.V., Mikhailov VV, Agafonova EV, Rasskazov VA A Highly active alkaline phosphatase from the marine bacterium Cobetia // Marine Biotechnology. - 2005. - Vol.7, N 3. - P.173-178.]. Thus, the most active commercial preparation of alkaline phosphatase from calf intestine, proposed by the manufacturer, has a maximum activity of 7500 u / mg (http: www.bbienzymes.com/), the activity of the recombinant alkaline phosphatase preparation from the yeast fungus Pichia pastoris is 7000 units / mg (http : www.roche-biochem.jp/).
Известны способы получения природного белка щелочной фосфатазы из штамма-продуцента Cobetia marina [RU 2077577 C1, 20.04.1997]. Основными недостатками этого способа получения являются высокие технологические затраты при хранении и выращивание дикого штамма и очистке целевого белка в четыре этапа.Known methods for producing a natural protein of alkaline phosphatase from a producer strain of Cobetia marina [RU 2077577 C1, 04/20/1997]. The main disadvantages of this production method are the high technological costs during storage and cultivation of the wild strain and purification of the target protein in four stages.
Способы получения активного рекомбинантного белка щелочной фосфатазы Cobetia marina (CmAP) пока еще не известны.Methods for preparing the active recombinant alkaline phosphatase protein Cobetia marina (CmAP) are not yet known.
Недавно была установлена нуклеотидная последовательность предшественника СmАР (код GenBank ABD92772.1). Однако получение высокоактивной СmАР в гетерологичных бактериальных системах имеет ряд проблем. Было установлено, что сверхпродукция высокоактивной СmАР в клетке оказывает неблагоприятное воздействие на клетки хозяйских штаммов бактерий. К тому же гетерологическая экспрессия СmАР не способствует правильному фолдингу белка, что приводит к выпадению неактивного рекомбинантного белка в тельцах включения.The nucleotide sequence of the CmAP precursor has recently been established (GenBank code ABD92772.1). However, obtaining highly active CmAP in heterologous bacterial systems has a number of problems. It was found that overproduction of highly active CmAP in the cell has an adverse effect on the cells of the host bacterial strains. Moreover, the heterologous expression of CmAP does not contribute to the correct folding of the protein, which leads to the loss of an inactive recombinant protein in inclusion bodies.
Задача изобретения - конструирование рекомбинантного штамма E.coli, плазмиды, кодирующей синтез рекомбинантного белка СmАР, и разработка способа его получения.The objective of the invention is the construction of a recombinant strain of E. coli, a plasmid encoding the synthesis of the recombinant CmAP protein, and the development of a method for its preparation.
Поставленная задача решена созданием генетической конструкции в виде рекомбинантной плазмиды 40Ph и штамма E.coli Rosetta(DE3)/40Ph, обеспечивающих индуцируемый синтез с высоким и стабильным выходом активной растворимой рекомбинантной щелочной фосфатазы в периплазму клетки кишечной палочки.The problem was solved by creating a genetic construct in the form of a recombinant plasmid 40Ph and a strain of E.coli Rosetta (DE3) / 40Ph, which provide inducible synthesis with high and stable yield of active soluble recombinant alkaline phosphatase into the periplasm of Escherichia coli cells.
Технический результат заявленного изобретения - получение активной рекомбинантной щелочной фосфатазы СmАР с высоким выходом и уровнем очистки.The technical result of the claimed invention is the production of active recombinant alkaline phosphatase CmAP with high yield and level of purification.
Плазмида 40Ph имеет 7699 пар оснований (п.о.) и характеризуется наличием NcoI/SacI-фрагмента плазмиды pET-40b(+) (Novagen) и последовательности фрагмента ДНК размером 1530 п.о., содержащего химерный ген, состоящий из структурной части гена СmАР, адаптированной по N-концу для экспрессии в клетках E.coli, и специфической последовательности для протеазы TEV для удаления гистидинов с С-концевой части молекулы рекомбинантного белка.Plasmid 40Ph has 7699 base pairs (bp) and is characterized by the presence of an NcoI / SacI fragment of plasmid pET-40b (+) (Novagen) and a 1530 bp DNA fragment sequence containing a chimeric gene consisting of the structural part of the gene CmAP adapted at the N-terminus for expression in E. coli cells, and a specific sequence for the TEV protease to remove histidines from the C-terminal portion of the recombinant protein molecule.
На фигуре представлена физическая карта плазмиды 40Ph и область плазмиды, ответственная за экспрессию рекомбинантного белка СmАР.The figure shows the physical map of the 40Ph plasmid and the plasmid region responsible for the expression of the recombinant CmAP protein.
Нуклеотидная последовательность фрагмента плазмиды 40Ph, фланкированная сайтами NcoI и SacI, содержит последовательность структурного гена СmАР с адаптированным N-концом для экпрессии в E.coli, соответствующую открытой рамке считывания для белка СmАР, и последовательность, специфичную для протеазы TEV (SEQ ID N 1).The nucleotide sequence of a 40Ph plasmid fragment flanked by the NcoI and SacI sites contains a sequence of the CmAP structural gene with an adapted N-terminus for expression in E. coli, corresponding to the open reading frame for the CmAP protein, and a sequence specific for TEV protease (SEQ ID N 1) .
Штамм E.coli Rosetta(DE3)/40Ph получен трансформацией клеток E.coli Rosetta(DE3) (Novagen) плазмидой 40Ph с использованием традиционной генно-инженерной технологии [Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. // Molecular Cloning. A. Laboratory Manual. 2bd ed. Cold Spring Harbor, NY, 1989.].The E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph strain was obtained by transforming E.coli Rosetta (DE3) (Novagen) cells with the 40Ph plasmid using traditional genetic engineering technology [Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. // Molecular Cloning. A. Laboratory Manual. 2bd ed. Cold Spring Harbor, NY, 1989.].
Рекомбинантный штамм E.coli Rosetta(DE3)/40Ph характеризуется следующими признаками.The recombinant E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph strain is characterized by the following features.
Культурально-морфологические признаки.Cultural and morphological characters.
Клетки штамма образуют крупные круглые с ровными краями, выпуклые колонии до 5 мм в диаметре, поверхность колоний гладкая, консистенция слизистая. Пигмент не накапливается. Грамотрицательны, спор не образуют, капсулы не имеют. Колонии хорошо растут на простых питательных средах (LB). При росте в жидких средах образуют интенсивную ровную муть.The cells of the strain form large round with smooth edges, convex colonies up to 5 mm in diameter, the surface of the colonies is smooth, the mucous consistency. The pigment does not accumulate. Gram-negative, do not form a spore, do not have capsules. Colonies grow well on simple nutrient media (LB). When growing in liquid media, they form an intense smooth haze.
Физико-биологические признаки.Physico-biological signs.
Штамм E.coli Rosetta(DE3)/40Ph видотипичен по своим биохимическим свойствам. Штамм не обладает желатиназной активностью, не ферментирует лизин; расщепляет глюкозу, лактозу, маннит, сахарозу до кислоты и газа. Имеет мутацию в гене lac, обеспечивающую контроль уровня экспрессии, а также трансляцию редких кодонов. Оптимальной для роста является температура 37°С, а для продукции СmАР - 20°С. Устойчивость к антибиотикам.The strain E.coli Rosetta (DE3) / 40Ph is speciesotypical in its biochemical properties. The strain does not have gelatinase activity, does not ferment lysine; breaks down glucose, lactose, mannitol, sucrose to acid and gas. It has a mutation in the lac gene, which provides control of the expression level, as well as the translation of rare codons. The optimum temperature for growth is 37 ° С, and for СmАР production - 20 ° С. Antibiotic resistance.
Клетки штамма характеризуются устойчивостью к хлорамфениколу (34 мкг/мл) и канамицину (25 мкг/мл).The cells of the strain are resistant to chloramphenicol (34 μg / ml) and kanamycin (25 μg / ml).
Патогенность и токсичность.Pathogenicity and toxicity.
Рекомбинантный штамм E.coli Rosetta(DE3)/40Ph не патогенен и не токсичен для теплокровных животных.The recombinant E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph strain is neither pathogenic nor toxic to warm-blooded animals.
Штамм хранится обычным способом в суспензии с глицерином (30%) при -20°С.The strain is stored in the usual way in suspension with glycerol (30%) at -20 ° C.
Заявляемый способ получения рекомбинантной щелочной фосфатазы СmАР заключается в культивировании клеток штамма E.coli Rosetta(DE3)/40Ph в питательной среде LB, содержащей канамицин, отделении биомассы от культуральной жидкости, разрушении микробных клеток с последующим выделением целевого продукта водной экстракцией и хроматографической очисткой ферментного препарата. Очистку целевого продукта осуществляют хроматографией на металлоафинной смоле и гель-фильтрацией.The inventive method for producing recombinant alkaline phosphatase CmAP consists in culturing cells of the E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph strain in LB nutrient medium containing kanamycin, separating biomass from the culture fluid, destroying microbial cells, followed by isolation of the target product by aqueous extraction and chromatographic purification of the enzyme preparation . Purification of the target product is carried out by chromatography on a metal-affinity resin and gel filtration.
Выход рекомбинантной СmАР в результате применения описанного способа составляет не менее 10 мг рекомбинантного белка с 1 л культуры с удельной активностью более 12000 ед/мг белка.The yield of recombinant CmAP as a result of the application of the described method is at least 10 mg of recombinant protein with 1 l of culture with a specific activity of more than 12000 units / mg of protein.
Рекомбинантный белок СmАР имеет молекулярную массу 56 кДа, оптимальную температуру реакции 37-45°С и его активность не зависит от присутствия ионов двухвалентных металлов в инкубационной среде. Рекомбинантная СmАР может быть успешно использована для отщепления концевых 5'-фосфатных групп в молекулах нуклеиновых кислот, а также при мечении нуклеиновых кислот, так как после окончания реакции легко инактивируется прогреванием при 60°С в течение 10 мин.The recombinant CmAP protein has a molecular weight of 56 kDa, the optimum reaction temperature is 37-45 ° C and its activity does not depend on the presence of divalent metal ions in the incubation medium. Recombinant СmАР can be successfully used for cleavage of terminal 5'-phosphate groups in nucleic acid molecules, as well as for labeling nucleic acids, since after the end of the reaction it is easily inactivated by heating at 60 ° C for 10 min.
Существенными преимуществом заявляемого способа являются:A significant advantage of the proposed method are:
- использование штамма-продуцента E.coli Rosetta(DE3)/40Ph, что позволяет получать при биосинтезе большое количество полноразмерной и высокоактивной рекомбинантной СmАР;- the use of the producer strain E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph, which allows to obtain a large amount of full-size and highly active recombinant CmAP during biosynthesis;
- использование двухстадийной хроматографической очистки фермента, что позволяет получить чистый рекомбинантный белок за короткое время и с малыми потерями.- the use of two-stage chromatographic purification of the enzyme, which allows to obtain pure recombinant protein in a short time and with low losses.
Способ получения функционально активного белка на основе использования гена, кодирующего щелочную фосфатазу морской бактерии С.marina, иллюстрируется следующими примерами.A method of obtaining a functionally active protein based on the use of a gene encoding the alkaline phosphatase of the marine bacteria C. marina is illustrated by the following examples.
Пример 1. Конструирование плазмиды 40Ph.Example 1. Construction of plasmids 40Ph.
Рекомбинантную плазмиду 40Ph, содержащую структурный ген СmАР без лидерного пептида, кодирующий зрелую форму щелочной фосфатазы Cobetia marina, и последовательность, специфичную для пептидазы TEV, фланкированные сайтами рестрикции NcoI и SacI, конструируют на основе коммерческой плазмиды рЕТ-40b(+) (Novagen).A recombinant 40Ph plasmid containing the CmAP structural gene without a leader peptide encoding the mature form of alkaline phosphatase Cobetia marina and a sequence specific for TEV peptidases flanked by the NcoI and SacI restriction sites are constructed on the basis of the commercial plasmid pET-40b (+) (Novagen).
Фрагмент ДНК, содержащий полноразмерный ген СmАР, получают при помощи полимеразной цепной реакции с использованием геномной ДНК штамма морской бактерии Cobetia marina KMM 296 в качестве матрицы и праймеров Pho_F и Pho_R, где Pho_F - праймер, специфичный по отношению к N-концевой последовательности СmАР, Pho_R - обратный праймер, специфичный по отношению к С-концевой последовательности СmАР, включающий последовательность, специфичную для пептидазы TEV:The DNA fragment containing the full-sized CmAP gene is obtained by polymerase chain reaction using the genomic DNA of the marine bacteria strain Cobetia marina KMM 296 as a template and primers Pho_F and Pho_R, where Pho_F is a primer specific for the N-terminal sequence of CmAP, Pho_R - reverse primer specific for the C-terminal sequence of CmAP, including a sequence specific for TEV peptidase:
Pho_F:5'TTAACCATGGCAGAGATCAAGAATGTCATTCTGAT3'Pho_F: 5'TTAACCATGGCAGAGATCAAGAATGTCATTCTGAT3 '
Pho_R:5'TTAACTCGAGGGAACTTTCATCTCTAAGAGCTTCGCTACCACTGTCTT CAG3'Pho_R: 5'TTAACTCGAGGGAACTTTCATCTCTAAGAGCTTCGCTACCACTGTCTT CAG3 '
Данную реакцию проводят в следующих условиях: 10х Encyclo буфер, 50х смесь полимераз Encyclo ("Encycio PCR kit", Евроген, Москва), 50х смесь dNTP (10mM каждого), смесь праймеров (5 µМ каждого), 100 нг ДНК. Процесс амплификации состоит из следующих стадий: прогревание при 95°С - 3 мин, 35 циклов ПЦР (15 сек - 95°С, 1 мин 30 сек - 72°С) и инкубация 10 мин при 72°С.После амплификации фрагмент ДНК очищают электрофоретически в 1% агарозном геле. Фрагмент (1 мкг) обрабатывают рестриктазами NcoI и SacI в оптимальном буфере (Fermentas) в течение 3 часов, затем ферменты удаляют из реакционной среды по стандартной методике фенолом (1:1) [3]. В водную фракцию, содержащую фрагмент, добавляют 1/10 объема 0,3 М ацетата Na, pH 5,2, и 1/2 объема изопропанолового спирта и оставляют на -20°С в течение 30 мин. Затем центрифугируют при 14000 об/мин в течение 20 мин, осадок промывают 75% этанолом и высушивают при комнатной температуре. Осадок растворяют в 20 мкл.This reaction is carried out under the following conditions: 10x Encyclo buffer, 50x Encyclo polymerase mixture (Encycio PCR kit, Eurogen, Moscow), 50x dNTP mixture (10mM each), primer mixture (5 µM each), 100 ng DNA. The amplification process consists of the following stages: heating at 95 ° C for 3 min, 35 PCR cycles (15 sec - 95 ° C, 1 min 30 sec - 72 ° C) and incubation for 10 min at 72 ° C. After amplification, the DNA fragment is purified electrophoretically in 1% agarose gel. The fragment (1 μg) was treated with restriction enzymes NcoI and SacI in the optimal buffer (Fermentas) for 3 hours, then the enzymes were removed from the reaction medium according to the standard procedure with phenol (1: 1) [3]. 1/10 volume of 0.3 M Na acetate, pH 5.2, and 1/2 volume of isopropanol alcohol are added to the aqueous fraction containing the fragment and left at -20 ° C for 30 minutes. It is then centrifuged at 14,000 rpm for 20 minutes, the precipitate is washed with 75% ethanol and dried at room temperature. The precipitate was dissolved in 20 μl.
5 мкг плазмидной ДНК рЕТ-40b(+) обрабатывают рестриктазами NcoI и SacI в соответствии с методикой, описанной выше, и из полученного гидролизата выделяют векторную часть плазмиды в 1% геле легкоплавкой агарозы.5 μg of plasmid DNA pET-40b (+) is treated with restriction enzymes NcoI and SacI in accordance with the procedure described above, and the vector part of the plasmid is isolated from the obtained hydrolyzate in a 1% low-melting agarose gel.
Полученный фрагмент и векторную часть плазмиды рЕТ-40b(+) сшивают при помощи лигазной реакции в 50 мкл буфера для лигирования согласно инструкции (Fermentas). 10 мкл реакционной смеси используют для трансформации компетентных клеток E.coli Rosetta(DE3). Трансформанты высевают на LB-агар, содержащий 25 мкг/мл канамицина. После инкубирования в течение 16 час при 37°С клоны отсевают, выделяют плазмидную ДНК и анализируют на наличие мутаций при помощи автоматического секвенирования. Отбирают ДНК, содержащую необходимую последовательность, представляющую собой плазмиду 40Ph размером 7699 п.о.The resulting fragment and the vector part of the plasmid pET-40b (+) are crosslinked by ligase reaction in 50 μl of ligation buffer according to the instructions (Fermentas). 10 μl of the reaction mixture was used to transform competent E. coli Rosetta cells (DE3). Transformants are plated on LB agar containing 25 μg / ml kanamycin. After incubation for 16 hours at 37 ° C, the clones are screened, plasmid DNA is isolated and analyzed for mutations using automatic sequencing. DNA containing the desired sequence, which is a 40Ph plasmid of size 7699 bp, is selected.
Пример 2. Получение штамма E.coli Rosetta(DE3)/40Ph, трансформированного плазмидой 40Ph - продуцента химерного белка, включающего аминокислотную последовательность рекомбинантной щелочной фосфатазы СmАР.Example 2. Obtaining a strain of E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph transformed with plasmid 40Ph, a producer of a chimeric protein, including the amino acid sequence of recombinant alkaline phosphatase CmAP.
Штамм-продуцент получают путем трансформации клеток штамма E.coli Rosetta(DE3) рекомбинантной плазмидой 40Ph. Ночную культуру (0,5 мл LB) штамма-продуцента рекомбинантной СmАР выращивают в литровой колбе в жидкой среде LB, содержащей на литр 10 г бакто-триптона, 5 г бакто-дрожжевого экстракта и 10 г NaCl, 25 мг/мл канамицина, рН 7,7, на шейкере при 200 об/мин при температуре 37°С в течение 2 часов до оптической плотности 0,6-0,8 (ОD600), затем добавляют индуктор экспрессии IPTG до конечной концентрации 0,5 мМ и инкубируют далее при 20°С в течение 12 часов.The producer strain is obtained by transforming cells of the E. coli Rosetta strain (DE3) with a 40Ph recombinant plasmid. An overnight culture (0.5 ml LB) of the recombinant CmAP producer strain was grown in a liter flask in LB liquid medium containing per liter 10 g bacto-tryptone, 5 g bacto-yeast extract and 10 g NaCl, 25 mg / ml kanamycin, pH 7.7, on a shaker at 200 rpm at 37 ° C for 2 hours to an optical density of 0.6-0.8 (OD 600 ), then an IPTG expression inducer is added to a final concentration of 0.5 mM and incubated further at 20 ° C for 12 hours.
Для определения продуктивности штамма клеточные водные экстракты анализируют электрофорезом в 12% полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия. Гель окрашивают Кумасси R-250 по стандартной методике и определяют относительное количество белка в полосе целевого продукта. Содержание рекомбинантного белка в растворимой клеточной фракции составляет не менее 50% от всех белков этой фракции.To determine the productivity of the strain, cellular aqueous extracts are analyzed by electrophoresis in 12% polyacrylamide gel with sodium dodecyl sulfate. The gel is stained with Coomassie R-250 by a standard method and the relative amount of protein in the strip of the target product is determined. The content of the recombinant protein in the soluble cell fraction is at least 50% of all proteins of this fraction.
Пример 3. Выделение и характеристика рекомбинантного белка щелочнойExample 3. Isolation and characterization of a recombinant alkaline protein
фосфатазы СmАР.phosphatase CmAP.
Штамм-продуцент рекомбинантной СmАР E.coli Rosetta(DE3)/40Ph инкубируют в литровой колбе в жидкой среде LB, содержащей на литр 10 г бакто-триптона, 5 г бакто-дрожжевого экстракта и 10 г NaCl, 0,5 мМ IPTG, 25 мг/мл канамицина, рН 7,7, на шейкере при 200 об/мин в течение 12 часов при 20°С. Бактериальные клетки осаждают на проточной центрифуге при 5000 об/мин в течение 10 мин. Суспензию клеток дезинтегрируют в 20 мл буфера А (0,02 М трис-HCl, рН 9.5, 0.1М NaCl, 0.01% NaN3) в течение 5×30 сек, охлаждая во льду. Затем центрифугируют при 5000 об/мин в течение 10 мин. Надосадочную жидкость собирают и помещают на колонку с металлоафинной смолой (TALON, Clontech), предварительно уравновешенную буфером А. Элюцию белка проводят буфером 20 мМ Трис-HCl, 0,5М NaCl, 100 мМ ЭДТА, рН 9,5. Активные фракции собирают, концентрируют ультрафильтрацией на мембране Amicon Ultra 50k (Millipore) и переводят в буфер 50 мМ Трис-HCl, рН 8,0, 0,1 М NaCl, 5 мМ ЭДТА для инкубирования с протеазой TEV (Invitrogen) при комнатной температуре в течение 12 часов. Раствор белка концетрируют на мембране Amicon Ultra 50k (Millipore) и наносят на колонку для гель-фильтрации с сефадексом G-75. Выход рекомбинантного белка составляет 10 мг с 1 литра культуры.The strain producing recombinant E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph CmAP is incubated in a liter flask in LB liquid medium containing 10 g bacto-tryptone, 5 g bacto-yeast extract and 10 g NaCl, 0.5 g IPCl, 0.5 mM IPTG, 25 mg / ml kanamycin, pH 7.7, on a shaker at 200 rpm for 12 hours at 20 ° C. Bacterial cells are pelleted in a flow centrifuge at 5000 rpm for 10 minutes. The cell suspension is disintegrated in 20 ml of buffer A (0.02 M Tris-HCl, pH 9.5, 0.1 M NaCl, 0.01% NaN 3 ) for 5 × 30 sec, cooling in ice. Then centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes The supernatant was collected and placed on a column with a metal-affinity resin (TALON, Clontech), previously equilibrated with buffer A. Protein elution was carried out with 20 mM Tris-HCl, 0.5 M NaCl, 100 mM EDTA, pH 9.5. Active fractions were collected, concentrated by ultrafiltration on an Amicon Ultra 50k membrane (Millipore) and transferred to a buffer of 50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 0.1 M NaCl, 5 mM EDTA for incubation with TEV protease (Invitrogen) at room temperature in within 12 hours. The protein solution was concentrated on an Amicon Ultra 50k membrane (Millipore) and applied to a Sephadex G-75 gel filtration column. The recombinant protein yield is 10 mg per 1 liter of culture.
Полученный рекомбинантный полипептид определяют по первым 10 аминокислотам на автоматическом секвенаторе. Проведенное секвенирование препарата рекомбинантной щелочной фосфатазы СmАР, выделенной из клеток штамма E.coli Rosetta(DE3)/40Ph, выявило аминокислотную последовательность Ala-Glu-Ile-Lys-Asn-Val-Ile-Leu-Met-Ile, соответствующую первым 10 аминокислотам полноразмерного нативного белка СmАР с молекулярным весом 56 кДа.The resulting recombinant polypeptide is determined by the first 10 amino acids on an automatic sequencer. The sequencing of the recombinant alkaline phosphatase CmAP preparation isolated from cells of the E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph strain revealed the amino acid sequence Ala-Glu-Ile-Lys-Asn-Val-Ile-Leu-Met-Ile corresponding to the first 10 amino acids of the full-sized native CmAP protein with a molecular weight of 56 kDa.
Активность щелочной фосфатазы определяют по расщеплению п-НФФ. Стандартная инкубационная смесь в объеме 500 мкл содержит 15 мМ паранитрофенилфосфата (п-НФФ), 1 М диэтаноламина (ДЭА), рН 10,3 и фермент. После 30 мин инкубации при 37°С реакцию останавливают добавлением 2 мл 0,5 М NaOH. Количество образовавшегося в процессе ферментативной реакции п-НФФ определяют спектрофотометрически при 400 нм. За единицу активности щелочной фосфатазы принимают количество фермента, катализирующего освобождение 1 мкМ п-НФФ (Е400 нм 18600) в течение 1 мин инкубации. Удельную активность выражают в единицах активности фермента на 1 мг белка. Концентрацию белка в растворе определяют по методу Брэдфорд.Alkaline phosphatase activity is determined by the cleavage of p-NFF. A standard incubation mixture in a volume of 500 μl contains 15 mm paranitrophenyl phosphate (p-NFF), 1 M diethanolamine (DEA), pH 10.3 and the enzyme. After 30 min incubation at 37 ° C, the reaction is stopped by adding 2 ml of 0.5 M NaOH. The amount of p-NFF formed during the enzymatic reaction is determined spectrophotometrically at 400 nm. The unit of alkaline phosphatase activity is the amount of an enzyme that catalyzes the release of 1 μM p-NFF (E400 nm 18600) during 1 min of incubation. The specific activity is expressed in units of enzyme activity per 1 mg of protein. The protein concentration in the solution is determined by the Bradford method.
Полученные данные по характеристике и ферментативной активности продукта экспрессии искусственного химерного гена СmАР в клетках штамма E.coli Rosetta(DE3)/40Ph свидетельствуют о соответствии исследуемого полипептида его природному аналогу.The obtained data on the characteristics and enzymatic activity of the expression product of the artificial chimeric CmAP gene in E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph strain cells indicate that the studied polypeptide corresponds to its natural counterpart.
Как следует из приведенных примеров, заявляемая группа изобретений позволяет получать активную рекомбинантную щелочную фосфатазу СmАР с высоким выходом при относительно простой и надежной технологии.As follows from the above examples, the claimed group of inventions allows to obtain active recombinant alkaline phosphatase CmAR in high yield with a relatively simple and reliable technology.
Заявленное изобретение позволяет:The claimed invention allows you to:
- с помощью использования штамма-продуцента E.coli Rosetta(DE3)/40Ph получать активную рекомбинантную щелочную фосфатазу СmАР;- using the producer strain E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph to obtain active recombinant alkaline phosphatase CmAP;
- использование штамма-продуцента E.coli Rosetta(DE3)/40Ph позволяет получать при биосинтезе большое количество полноразмерной рекомбинантной щелочной фосфатазы СmАР;- the use of a producer strain of E. coli Rosetta (DE3) / 40Ph allows to obtain a large amount of full-size recombinant alkaline phosphatase CmAP during biosynthesis;
- использование металлоафинной и гель-фильтрационной хроматографий при очистке фермента из водного экстракта клеток штамма-продуцента позволяет получать фермент с чистотой более 98%.- the use of metal-affinity and gel filtration chromatography when cleaning the enzyme from the aqueous extract of the cells of the producer strain allows you to get the enzyme with a purity of more than 98%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010154267/10A RU2447151C1 (en) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | ALKALINE PHOSPHATASE CmAP SYNTHESIS-DETERMINING 40Ph PLASMID, E. coli rosetta(DE3)/40Ph STRAIN - PRODUCER OF CHIMERIC PROTEIN, CONTAINING AMINO ACID SEQUENCE OF RECOMBINANT ALKALINE PHOSPHATASE CmAP, AND PRODUCTION METHOD THEREOF |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010154267/10A RU2447151C1 (en) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | ALKALINE PHOSPHATASE CmAP SYNTHESIS-DETERMINING 40Ph PLASMID, E. coli rosetta(DE3)/40Ph STRAIN - PRODUCER OF CHIMERIC PROTEIN, CONTAINING AMINO ACID SEQUENCE OF RECOMBINANT ALKALINE PHOSPHATASE CmAP, AND PRODUCTION METHOD THEREOF |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2447151C1 true RU2447151C1 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=46031660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010154267/10A RU2447151C1 (en) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | ALKALINE PHOSPHATASE CmAP SYNTHESIS-DETERMINING 40Ph PLASMID, E. coli rosetta(DE3)/40Ph STRAIN - PRODUCER OF CHIMERIC PROTEIN, CONTAINING AMINO ACID SEQUENCE OF RECOMBINANT ALKALINE PHOSPHATASE CmAP, AND PRODUCTION METHOD THEREOF |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447151C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526213C1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российский академии наук (ИБХ РАН) | RECOMBINANT PLASMID DNA pEst877 DETERMINING EXPRESSION OF POLYPEPTIDE WITH ACTIVITY OF ESTERASE Psychrobacter cryohalolentis K5T ON CELL SURFACE Escherichia coli, AND BACTERIA STRAIN Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS/pEst877-PRODUCER OF POLYPEPTIDE WITH ACTIVITY OF ESTERASE PSYCHROBACTER CRYOHALOLENTIS K5T ON CELL SURFACE |
RU2557306C1 (en) * | 2014-04-09 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) | RECOMBINANT PLASMID DNA pET40CmAP/CGL ENCODING HYBRID BIFUNCTIONAL POLYPEPTIDE CmAP/CGL WITH PROPERTIES OF HIGHLY ACTIVE ALKALINE PHOSPHATASE CmAP AND GALACTOSE SPECIFIC LECTIN CGL, RECOMBINANT STRAIN OF E coli Rosetta (DE3)/pET40CmAP/CGL - PRODUCER OF HYBRID BIFUNCTIONAL POLYPEPTIDE CmAP/CGL AND METHOD OF ITS PREPARATION |
RU2634871C1 (en) * | 2016-08-03 | 2017-11-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) | RECOMBINANT PLASMID pET40CmAP/ MPF DNA, ENCODING BIFUNCTIONAL HYBRID CmAP/OmpF POLYPEPTIDE WITH PROPERTIES OF HIGHLY-ACTIVE ALKALINE PHOSPHATASE CmAP AND PORE-FORMING MEMBRANE OmpF PROTEIN, AND RECOMBINANT STRAIN OF E. COLI ROSETTA (DE3)/pET40CmAP/OmpF - PRODUCER OF BIFUNCTIONAL HYBRID CmAP/OmpF POLYPEPTIDE |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2077577C1 (en) * | 1994-09-30 | 1997-04-20 | Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН | Strain of bacterium deleya marina - a producer of alkaline phosphatase and a method of alkaline phosphatase preparing |
WO2008132485A2 (en) * | 2007-05-01 | 2008-11-06 | Alligator Bioscience Ab | Mutants of interleukin- 1 receptor antagonist and uses thereof |
-
2010
- 2010-12-29 RU RU2010154267/10A patent/RU2447151C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2077577C1 (en) * | 1994-09-30 | 1997-04-20 | Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН | Strain of bacterium deleya marina - a producer of alkaline phosphatase and a method of alkaline phosphatase preparing |
WO2008132485A2 (en) * | 2007-05-01 | 2008-11-06 | Alligator Bioscience Ab | Mutants of interleukin- 1 receptor antagonist and uses thereof |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DATABASE: GenBank: * |
и YU PLISOVA E et al. "A highly active alkaline phosphatase from the marine bacterium cobetia", Mar Biotechnol (NY). 2005 May-Jun; 7(3): 173-8. Epub, 2005 May 26. CHIH-JUNG KUO et al. "Engineering a novel endopeptidase based on SARS 3CL pro ", BioTechniques 47: 1029-1032, December 2009. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526213C1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российский академии наук (ИБХ РАН) | RECOMBINANT PLASMID DNA pEst877 DETERMINING EXPRESSION OF POLYPEPTIDE WITH ACTIVITY OF ESTERASE Psychrobacter cryohalolentis K5T ON CELL SURFACE Escherichia coli, AND BACTERIA STRAIN Escherichia coli BL21 (DE3) pLysS/pEst877-PRODUCER OF POLYPEPTIDE WITH ACTIVITY OF ESTERASE PSYCHROBACTER CRYOHALOLENTIS K5T ON CELL SURFACE |
RU2557306C1 (en) * | 2014-04-09 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) | RECOMBINANT PLASMID DNA pET40CmAP/CGL ENCODING HYBRID BIFUNCTIONAL POLYPEPTIDE CmAP/CGL WITH PROPERTIES OF HIGHLY ACTIVE ALKALINE PHOSPHATASE CmAP AND GALACTOSE SPECIFIC LECTIN CGL, RECOMBINANT STRAIN OF E coli Rosetta (DE3)/pET40CmAP/CGL - PRODUCER OF HYBRID BIFUNCTIONAL POLYPEPTIDE CmAP/CGL AND METHOD OF ITS PREPARATION |
RU2634871C1 (en) * | 2016-08-03 | 2017-11-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) | RECOMBINANT PLASMID pET40CmAP/ MPF DNA, ENCODING BIFUNCTIONAL HYBRID CmAP/OmpF POLYPEPTIDE WITH PROPERTIES OF HIGHLY-ACTIVE ALKALINE PHOSPHATASE CmAP AND PORE-FORMING MEMBRANE OmpF PROTEIN, AND RECOMBINANT STRAIN OF E. COLI ROSETTA (DE3)/pET40CmAP/OmpF - PRODUCER OF BIFUNCTIONAL HYBRID CmAP/OmpF POLYPEPTIDE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8759028B2 (en) | Expression cassette, recombinant host cell and process for producing a target protein | |
KR101728906B1 (en) | A mutant enzyme for production of cephalosporin antibiotics | |
JP2000506017A (en) | α-galactosidase | |
CN106957850B (en) | Genetically engineered bacterium for producing phospholipase D and construction method and application thereof | |
CN108251400B (en) | Lipase and application thereof | |
RU2447151C1 (en) | ALKALINE PHOSPHATASE CmAP SYNTHESIS-DETERMINING 40Ph PLASMID, E. coli rosetta(DE3)/40Ph STRAIN - PRODUCER OF CHIMERIC PROTEIN, CONTAINING AMINO ACID SEQUENCE OF RECOMBINANT ALKALINE PHOSPHATASE CmAP, AND PRODUCTION METHOD THEREOF | |
KR100961528B1 (en) | Method for Over-expressing Human Epidermal Growth Factor as Bioactive Form in Escherichia. coli | |
CN110846301A (en) | Recombinant chitin deacetylase and preparation method and application thereof | |
JP2004313074A (en) | NEW alpha-1,2-MANNOSIDASE AND GENE ENCODING THE SAME, AND METHOD FOR PRODUCING alpha-MANNOSYL SUCCHARIDE COMPOUND USING THE ENZYME | |
Wang et al. | Heterologous expression of bovine lactoferricin in Pichia methanolica | |
CN114746548A (en) | Nucleic acids, vectors, host cells and methods for producing fructosyltransferase from aspergillus japonicus | |
RU2504583C1 (en) | PLASMID 40Gal DETERMINING SYNTHESIS OF α-GALACTOSIDASE α-PsGal, STRAIN Ecoli Rosetta(DE3)/40Gal - PRODUCER OF CHIMERIC PROTEIN CONTAINING AMINO-ACID SEQUENCE α-PsGal, AND METHOD FOR ITS PRODUCTION | |
CN112143725A (en) | Recombinant esterase, encoding gene, engineering bacterium and application of recombinant esterase in splitting metalaxyl | |
US7662606B1 (en) | β-agarase isolated from Thalassomonas agarivorans, preparation process and uses thereof | |
JP5247112B2 (en) | Bacterial enzyme inhibitor, lysis inhibitor, poly-gamma-glutamic acid degradation inhibitor, and method for producing poly-gamma-glutamic acid | |
KR20160077750A (en) | Mass production method of recombinant trans glutaminase | |
RU2634871C1 (en) | RECOMBINANT PLASMID pET40CmAP/ MPF DNA, ENCODING BIFUNCTIONAL HYBRID CmAP/OmpF POLYPEPTIDE WITH PROPERTIES OF HIGHLY-ACTIVE ALKALINE PHOSPHATASE CmAP AND PORE-FORMING MEMBRANE OmpF PROTEIN, AND RECOMBINANT STRAIN OF E. COLI ROSETTA (DE3)/pET40CmAP/OmpF - PRODUCER OF BIFUNCTIONAL HYBRID CmAP/OmpF POLYPEPTIDE | |
CN113564195B (en) | Fructosamine descarbohydrase pichia pastoris expression vector, genetically engineered bacterium, construction method and protein expression method | |
RU2547584C2 (en) | Peptinoglycane hydrolase, expression plasmid, containing peptidoglycane hydrolase-coding dna fragment, bacterium-producer and method of microbiological synthesis of peptidoglycane hydrolase | |
RU2525682C1 (en) | PLASMID 40NaGal, DETERMINING SYNTHESIS OF α-N-ACETYLHALACTOSAMINIDASE OF α-AlNaGal, STRAIN E.coli Rosetta(DE3)/40NaGal - PRODUCER OF CHIMERIC PROTEIN, WHICH INCLUDES AMINOACID SEQUENCE OF RECOMBINANT α-N-ACETYLHALACTOSAMINIDASE OF α-AlNaGal, AND METHOD OF ITS OBTAINING | |
JP5302189B2 (en) | Sphingomyelinase | |
KR102088811B1 (en) | Novel alkaline lipase/esterase gene Lip-1447 derived from soil metagenome and use thereof | |
JP4317966B2 (en) | Recombinant vector containing α-glucosidase gene, transformant and method for producing α-glucosidase using the same | |
KR101147838B1 (en) | Recombinant lipase tagged with negatively charged polar side chain amino acid or uncharged polar side chain amino acid at n-terminal of lipase and method for production of the recombinant lipase with e. coli | |
RU2077577C1 (en) | Strain of bacterium deleya marina - a producer of alkaline phosphatase and a method of alkaline phosphatase preparing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181230 |