RU2495123C2 - METHOD TO PRODUCE MODIFIED FORM OF TRYPTOPHANYL-tRNA-SYNTHETASE - Google Patents

METHOD TO PRODUCE MODIFIED FORM OF TRYPTOPHANYL-tRNA-SYNTHETASE Download PDF

Info

Publication number
RU2495123C2
RU2495123C2 RU2012100197/10A RU2012100197A RU2495123C2 RU 2495123 C2 RU2495123 C2 RU 2495123C2 RU 2012100197/10 A RU2012100197/10 A RU 2012100197/10A RU 2012100197 A RU2012100197 A RU 2012100197A RU 2495123 C2 RU2495123 C2 RU 2495123C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
modified form
trsase
carried out
solution containing
buffer solution
Prior art date
Application number
RU2012100197/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012100197A (en
Inventor
Максуд Мухамеджанович Расулов
Малик Кубанычбекович Нурбеков
Наталья Юрьевна Бурнашова
Ольга Анатольевна Сперанская
Денис Викторович Ярыгин
Наталья Олеговна Минькова
Мария Игоревна Сусова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный гуманитарный университет имени М.А. Шолохова"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный гуманитарный университет имени М.А. Шолохова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный гуманитарный университет имени М.А. Шолохова"
Priority to RU2012100197/10A priority Critical patent/RU2495123C2/en
Publication of RU2012100197A publication Critical patent/RU2012100197A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2495123C2 publication Critical patent/RU2495123C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

FIELD: biotechnologies.
SUBSTANCE: animal pancreas tissues are ground and extracted. The extract is separated from cake. Extrinsic nucleic acids are deposited and removed with the help of streptomycin sulfate. Admixtures are repeatedly deposited from supernatant by salting out with ammonium sulfate. Stagewise fractionating of the extract is carried out. At the first stage of fractionating the method of ion-exchange chromatography is used with application of DEAE-cellulose DE-52. Stepwise elution is carried out with a buffer solution containing 25 mM of tris-HCl at pH 7.5, 1mM of EDTA, 0.1 mM of 2-mercaptoethanol and stabiliser of modified form of TRNA-synthetase in the form of a complex of substrates of 0.2 mM of L-tryptophan and 1.0 mM of Mg-ATP. Elution is carried out until optical density value is achieved as not more than 0.1 p.u./ml at 280 nm. Extrinsic proteins are removed with a buffer solution containing 0.09M NH4Cl. The cleaned fraction is washed with a buffer solution containing 0.16M NH4Cl. The produced mixture is deposited with ammonium sulfate until 60% of saturation. The residue is centrifuged and dissolved with the buffer solution containing 0.1M NH4Cl. A protease inhibitor is added to the solution as 1 mM of phenyl methyl sulphonyl fluoride (PMSF) or 5 mM of disopropylfluorophosphate (DFP). The second stage of fractionating is carried out by the method of ion-exchange chromatography using DEAE-cellulose DE-52 with stepwise elution using a linear gradient of ammonium chloride salt 0.01 -0.06M. Fractions are extracted with the modified form of tryptophanyl-TRNA-synthetase (TRNA synthetase). The target product is concentrated by salting out with ammonium sulfate until 100% of saturation.
EFFECT: invention makes it possible to increase yield of a modified form of tryptophanyl-TRNA-synthetase.
2 cl, 2 dwg, 1 tbl, 10 ex

Description

Изобретение относится к области медицины и касается получения биологически активных веществ из органов убойных животных, используемых для производства диагностикумов и лекарственных средств.The invention relates to medicine and relates to the production of biologically active substances from the organs of slaughtered animals used for the production of diagnosticums and medicines.

Триптофанил-тРНК-синтетаза (ТРСаза) [1] является одним из важнейших ферментов, катализирующих реакцию специфического аминоацилирования тРНК-мессенджера, одну из критических стадий белкового синтеза, аминокислотой триптофаном. Фермент осуществляет один из важнейших процессов обмена веществ - реакцию специфического аминоацилирования тРНК. Ферменты этого класса эукариотического происхождения состоят из центральной «ядерной» части, сходной по первичной и вторичной структурам с аналогичными ферментами из прокариот, и дополнительного домена, присоединенного к «ядру» с N-конца или с С-конца. Скорее всего, дополнительные неканонические регуляторные функции эукариотические ферменты «приобрели» в ходе эволюции через модификацию фермента путем регулируемого присоединения или удаления вышеуказанных доменов. Тирозил-тРНК-синтетаза (ТирРСаза) млекопитающих, например, содержит дополнительный домен с цитокинной функцией, не встречающийся у ТирРСазы более низких по развитию организмов, таких как Caenorhabditis elegans или дрожжи [2]. Этот домен стимулирует хемотаксис мононуклеарных фагоцитов и продукцию фактора некроза опухоли альфа, также как эндотелиальный моноцит активирующий полипептид II (EMAP II) [2]. Приведенные данные демонстрируют тесную связь процессов белкового синтеза с сигнальными функциями.Tryptophanyl tRNA synthetase (TRSase) [1] is one of the most important enzymes catalyzing the specific aminoacylation of the tRNA messenger, one of the critical stages of protein synthesis, with the tryptophan amino acid. The enzyme carries out one of the most important metabolic processes - the reaction of specific aminoacylation of tRNA. Enzymes of this class of eukaryotic origin consist of a central “nuclear” part, similar in primary and secondary structures to similar enzymes from prokaryotes, and an additional domain attached to the “core” from the N-terminus or C-terminus. Most likely, additional noncanonical regulatory functions of eukaryotic enzymes were “acquired” during evolution through modification of the enzyme by controlled addition or removal of the above domains. Mammalian tyrosyl tRNA synthetase (TyrRSase), for example, contains an additional domain with cytokine function that is not found in TyrRSases of lower development organisms such as Caenorhabditis elegans or yeast [2]. This domain stimulates the chemotaxis of mononuclear phagocytes and the production of tumor necrosis factor alpha, as well as the endothelial monocyte activating polypeptide II (EMAP II) [2]. The data presented demonstrate a close relationship of protein synthesis processes with signaling functions.

ТРСаза млекопитающих, близкий гомолог ТирРСазы, как установлено, активно участвует в организации межклеточных сигнальных маршрутов [3]. Для клеток и тканей млекопитающих, включая человека, выявлено наличие двух различающихся по молекулярной массе форм ТРСазы: исходная нативная ТРСаза (471аа) и мини-ТРСаза (424аа), которые, как полагалось, возникают путем альтернативного сплайсинга мРНК [4]. Кроме того, установлен важный факт сильной индукции синтеза ТРСазы и модифицированной мини-ТРСазы под действием антипролиферативного цитокина интерферона-γ [5]. Большое значение этих эффектов стало проясняться после демонстрации наличия совершенно новой, не связанной напрямую с основной исходной функции ТРСазы, а именно наличие у мини-ТРСазы мощной подавляющей патологический ангиогенез активности в различных in vitro и in vivo экспериментах. Например, мини-ТРСаза блокировала миграцию клеток эндотелия пупочной вены человека, вызванную эндотелиальными факторами роста. Кроме того, мини-ТРСаза блокировала ангиогенез, стимулированный факторами роста эндотелия в тестах на адгезивных молекулах клеток цыплят и тесте на мышиный матригель в естественных условиях [5]. Однако, несмотря на наличие столь мощных активностей у модифицированной формы, полноразмерная ТРСаза не имела цитокинных активностей [4, 5]. Модифицированная ТРСаза обладала также сильным антиангиогенным действием при воздействии препарата на ретину неонатальной мыши в месте локализации кровеносных сосудов. Все эти приведенные данные позволяют сделать четкий вывод, что непосредственной мишенью мини-ТРСазы в тканях испытуемых организмов являются именно клетки эндотелия.The mammalian TRSase, a close homologue of TyrRSase, has been found to be actively involved in the organization of intercellular signaling routes [3]. For mammalian cells and tissues, including humans, the presence of two forms of TRSase differing in molecular weight was revealed: the original native TRPCase (471aa) and mini-TRPCase (424aa), which were believed to arise by alternative splicing of mRNA [4]. In addition, an important fact has been established of the strong induction of the synthesis of TPCase and modified mini-TPCase under the action of the antiproliferative interferon-γ cytokine [5]. The great importance of these effects began to become clear after the demonstration of the presence of a completely new, not directly related to the main initial function of TRSase, namely, the presence of mini-TRSase potent inhibitory pathological angiogenesis activity in various in vitro and in vivo experiments. For example, mini-TRSase blocked the migration of human umbilical vein endothelial cells caused by endothelial growth factors. In addition, mini-TRSase blocked angiogenesis stimulated by endothelial growth factors in tests on adhesive molecules of chicken cells and in vivo mouse matrigel test [5]. However, despite the presence of such powerful activities in the modified form, the full-sized TRSase did not have cytokine activities [4, 5]. The modified TRSase also had a strong antiangiogenic effect when the drug was exposed to the retina of a neonatal mouse at the site of localization of blood vessels. All these data allow us to draw a clear conclusion that the endothelial cells are the direct target of mini-TRSases in the tissues of the tested organisms.

Центральная роль катализируемой реакции объясняется тем, что вся точность белкового синтеза и точность реализации генетического кода, позволяющая воспроизводить в потомстве все видовое разнообразие на земле, определяется именно на данном этапе белкового синтеза. В дальнейшем все процессы «сборки» белковых молекул из аминокислот осуществляются практически автоматически.The central role of the catalyzed reaction is explained by the fact that all the accuracy of protein synthesis and the accuracy of the implementation of the genetic code, which allows reproducing all the species diversity in the offspring on the earth, is determined precisely at this stage of protein synthesis. In the future, all the processes of "assembly" of protein molecules from amino acids are carried out almost automatically.

Указанные свойства ТРСазы делают фермент важным объектом научных исследований и разработок с перспективой практического применения в медицине модифицированной формы фермента.The indicated properties of TRSases make the enzyme an important object of research and development with the prospect of practical application in medicine of a modified form of the enzyme.

Способ получения модифицированной формы ТРСазы описан, например, в Methods Enzymol. 1979; 59:234-57, Kisselev L.L. et al., Tryptophanyl-tRNA synthetase from beef pancreas.A method of obtaining a modified form of TRSase is described, for example, in Methods Enzymol. 1979; 59: 234-57, Kisselev L.L. et al., Tryptophanyl-tRNA synthetase from beef pancreas.

Известен также способ получения модифицированной формы ТРСазы, который может быть указан в качестве прототипа, описанный в Eur. J. Biochem., (1976), 61, 139-146. Epely S., Gros С., Labouesse J., and Lemaire G. Limited Proteolysis of Tryptophanyl-tRNA Synthetase from Beef Pancreas. Способ включает существенную модификацию основной базовой методики выделения фермента, заключающейся в исключении на стадии экстракции ингибиторов протеаз и введением дополнительной стадии ионообменной хроматографии с одновременным исключением стадии хроматографии на Сефадексе Г-100 и присутствием на всех стадиях фракционирования повышенных концентраций субстратов (L-триптофана 2×10-4 М, и Mg-АТФ (1×10-3 М)). После проведения процедур экстракции и ступенчатого солевого фракционирования с сульфатом аммония (40% насыщения и 60% насыщения) смесь наносили на колонку с ионообменной смолой ДЕ-52 и смывали фракции ступенчатым градиентом соли хлорида аммония (0,09 М; 0,16 М; 0,2 М) в буфере А (25 мМ трис-HCl, рН 7,5, 1 мМ ЭДТА, 0,1 мМ 2-меркаптоэтанол, 0,2 мМ L-триптофана, и 1,0 мМ Mg-АТФ) (фиг.1). Фракцию, отобранную при 0,14 М соли, подвергали еще одному циклу разделения при линейном градиенте соли 0,1-0,16 М хлорида аммония в буфере А. Выход составил 0,002%-0,003%, то есть получалось 40-45 мг модифицированного фермента с чистотой 99% по данным денатурирующего белкового электрофореза в полиакриламидном геле (ПААГ)(фиг.2).There is also known a method of obtaining a modified form of TRSase, which can be indicated as a prototype described in Eur. J. Biochem., (1976), 61, 139-146. Epely S., Gros C., Labouesse J., and Lemaire G. Limited Proteolysis of Tryptophanyl-tRNA Synthetase from Beef Pancreas. The method includes a substantial modification of the basic basic enzyme isolation technique, which consists in eliminating the protease inhibitors at the extraction stage and introducing an additional stage of ion exchange chromatography with the simultaneous exclusion of the chromatography step on Sephadex G-100 and the presence of elevated substrate concentrations (L-tryptophan 2 × 10 at all stages of fractionation) -4 M, and Mg-ATP (1 × 10 -3 M)). After carrying out the extraction procedures and stepwise salt fractionation with ammonium sulfate (40% saturation and 60% saturation), the mixture was applied to a DE-52 ion exchange resin column and the fractions were washed off with a stepwise gradient of ammonium chloride salt (0.09 M; 0.16 M; 0 , 2 M) in buffer A (25 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA, 0.1 mM 2-mercaptoethanol, 0.2 mM L-tryptophan, and 1.0 mM Mg-ATP) (FIG. .one). The fraction taken at 0.14 M salt was subjected to another separation cycle with a linear salt gradient of 0.1-0.16 M ammonium chloride in buffer A. The yield was 0.002% -0.003%, i.e., 40-45 mg of the modified enzyme was obtained with a purity of 99% according to denaturing protein polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) (FIG. 2).

Во втором подходе уже очищенный стандартной процедурой фермент подвергали обработке с активированным углем (5%-ной водной суспензией в буфере А, без L-триптофана и АТФ) для снятия эндогенного триптофана, при этом фермент переходил в модифицированную форму под действием остаточных примесей эндогенных протеаз в течение суток при 8°С.In the second approach, the enzyme already purified by the standard procedure was subjected to treatment with activated charcoal (5% aqueous suspension in buffer A, without L-tryptophan and ATP) to remove endogenous tryptophan, while the enzyme passed into a modified form under the influence of residual impurities of endogenous proteases into during the day at 8 ° C.

Мини-метод получения модифицированной ТРСазы включал нанесение препарата исходной ТРСазы концентрацией 15 мг/мл в 20 мМ трис-HCl, рН 7,5, объемом 0,3 мл на угольный фильтр. Угольный фильтр с нанесенным ферментом инкубировали при 4°С в течение 30 мин и смывали 1 мл буфера А, без L-триптофана и АТФ, затем разбавленный раствор инкубировали в холодильнике при 8°С в течение ночи. Исходную ТРСазу брали в количестве 5 мг. После проведения процедуры получено 4,5 мг - выход 90%.A mini-method for producing modified TRSase included the application of the preparation of the starting TRSase with a concentration of 15 mg / ml in 20 mM Tris-HCl, pH 7.5, and a volume of 0.3 ml per carbon filter. An activated carbon filter was incubated at 4 ° C for 30 min and washed with 1 ml of buffer A without L-tryptophan and ATP, then the diluted solution was incubated in the refrigerator at 8 ° C overnight. The original TRSase was taken in an amount of 5 mg. After the procedure, 4.5 mg was obtained - 90% yield.

Модифицированный фермент также получали ограниченным протеолизом исходного фермента эластазой. Для этого исходный фермент ТРСазы в концентрации 2,5 мг/мл, предварительно обработанный активированным углем для удаления эндогенного триптофана (см. выше), инкубировали с низкими концентрациями эластазы (0,12 мг/мл в буфере трис-HCl, рН 7,5) в течение 20 мин при 25°С в присутствии 0,1 мМ ЭДТА, 1 мМ 2-меркаптоэтанола и субстратов - 0,2 мМ L-триптофана, 5,0 мМ АТФ. Реакцию останавливали добавлением ингибитора протеаз 1 мМ ФМСФ или 5 мМ диизопропилфторфосфата (ДФФ). В случае ДФФ добавление осуществляли в очках и перчатках под тягой и оставляли под тягой при комнатной температуре, при перемешивании на качалке для полного разрушения ДФФ, быстро разлагающегося в водной среде.A modified enzyme was also obtained by limited proteolysis of the original enzyme with elastase. To do this, the initial enzyme TRSase at a concentration of 2.5 mg / ml, pre-treated with activated carbon to remove endogenous tryptophan (see above), was incubated with low concentrations of elastase (0.12 mg / ml in Tris-HCl buffer, pH 7.5 ) for 20 min at 25 ° C in the presence of 0.1 mm EDTA, 1 mm 2-mercaptoethanol and substrates - 0.2 mm L-tryptophan, 5.0 mm ATP. The reaction was stopped by the addition of a protease inhibitor of 1 mM PMSF or 5 mM diisopropyl fluorophosphate (DFF). In the case of DPP, the addition was carried out with glasses and gloves under the draft and left under the draft at room temperature, with stirring on a rocking chair to completely destroy the DPF, which quickly decomposes in an aqueous medium.

Контроль образования модифицированной формы осуществляли с помощью денатурирующего электрофореза в ПААГ. На эксперимент было взято 5 мг исходного препарата ТРСазы, после проведения процедуры ограниченного протеолиза в присутствии субстратов получено 4,0 мг, то есть выход составил 80%, чистота препарата составила 98%.Control of the formation of the modified form was carried out using denaturing electrophoresis in SDS page. 5 mg of the initial preparation of TRSase was taken for the experiment; after the limited proteolysis procedure in the presence of substrates, 4.0 mg was obtained, that is, the yield was 80%, the purity of the preparation was 98%.

Функциональную активность биологически активной модифицированной формы оценивали по стандартному МТТ тесту (Lee W.S., Harder J.A., Yoshizumi M. et al. Progesterone inhibits arterial smooth cell proliferation // Nat.Med. - 1997. - №3. - P. 1005-1008.)The functional activity of the biologically active modified form was evaluated according to the standard MTT test (Lee WS, Harder JA, Yoshizumi M. et al. Progesterone inhibits arterial smooth cell proliferation // Nat.Med. - 1997. - No. 3. - P. 1005-1008. )

Задача настоящего изобретения в получении биологически активной модифицированной формы ТРСазы.The present invention is to obtain a biologically active modified form of TRSase.

Задача решается усовершенствованным способом, заключающемся в следующем.The problem is solved in an improved way, which consists in the following.

Проводят подготовку сырья - поджелудочной железы путем удаления частичек жира. После экстракции и осаждения жмыха удаляют примеси нуклеиновых кислот стрептомицин сульфатом. Способ заключается в неприменении на стадии экстракции ингибиторов протеаз, применении двух последовательных стадий ионообменной хроматографии и присутствием на всех стадиях фракционирования повышенных концентраций субстратов (0,2 мМ L-триптофана и 1,0 мМ Mg-АТФ). Проводят процедуры ступенчатого солевого фракционирования с сульфатом аммония (40% насыщения и 60% насыщения), затем осадок при 60% насыщения растворяли в буфере для нанесения (буфер А, содержащий 0,05 M NH4Cl), смесь наносили на колонку с ионообменной смолой ДЕ-52 и смывали фракции ступенчатым градиентом солей хлорида аммония (0,09 M; 0,14 M; 0,2 M) в буфере А (фиг.1), фракцию, отобранную при 0,14 М соли, подвергали еще одному циклу разделения при линейном градиенте соли 0,1-0,16 М хлорида аммония, предварительно разбавив отобранные фракции до концентрации 0,1 М по NH4Cl (фиг.2). Контроль образования модифицированной формы осуществляли с помощью денатурирующего электрофореза в ПААГ. Выход составил 0,002% - 0,003%, то есть получалось 40-45 мг модифицированного фермента с чистотой 99% по данным денатурирующего белкового электрофореза в полиакриламидном геле (ПААГ).Prepare raw materials - the pancreas by removing particles of fat. After extraction and precipitation of the cake, impurities of nucleic acids with streptomycin sulfate are removed. The method consists in the non-use of protease inhibitors at the extraction stage, the use of two successive stages of ion-exchange chromatography, and the presence of elevated substrate concentrations (0.2 mM L-tryptophan and 1.0 mM Mg-ATP) at all stages of fractionation. Stepwise salt fractionation procedures are carried out with ammonium sulfate (40% saturation and 60% saturation), then the precipitate at 60% saturation was dissolved in the application buffer (buffer A containing 0.05 M NH 4 Cl), the mixture was applied to a column with an ion exchange resin DE-52 and washed off the fractions with a stepwise gradient of ammonium chloride salts (0.09 M; 0.14 M; 0.2 M) in buffer A (Fig. 1), the fraction taken at 0.14 M salt was subjected to another cycle separation with a linear salt gradient of 0.1-0.16 M ammonium chloride, previously diluting the selected fractions to a concentration of 0.1 M NH 4 Cl (FIG. 2). Control of the formation of the modified form was carried out using denaturing electrophoresis in SDS page. The yield was 0.002% - 0.003%, that is, 40-45 mg of a modified enzyme with a purity of 99% was obtained according to denaturing protein polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE).

Функциональную активность биологически активной модифицированной формы оценивали по стандартному МТТ тесту (Lee W.S., Harder J.A., Yoshizumi M. et al. Progesterone inhibits arterial smooth cell proliferation // Nat.Med. - 1997. - №3. - P. 1005-1008.).The functional activity of the biologically active modified form was evaluated according to the standard MTT test (Lee WS, Harder JA, Yoshizumi M. et al. Progesterone inhibits arterial smooth cell proliferation // Nat.Med. - 1997. - No. 3. - P. 1005-1008. )

Во втором методе уже очищенный стандартной процедурой фермент подвергали обработке с активированным углем (5%-ной водной суспензией в буфере А, без L-триптофана и АТФ) для снятия эндогенного триптофана, при этом фермент переходил в модифицированную форму под действием остаточных примесей эндогенных протеаз в течение суток при 8°С. Фермент концентрацией 5 мг/мл инкубировали при перемешивании на холоду (+4°С) в течение 30 мин в буфере состава 20 мМ трис-HCl, рН 7,5, 0,1 мМ 2-меркаптоэтанол в присутствии 5%-ной суспензии активированного угля. Суспензию центрифугировали на холоду (+4°С) при 10000 g в течение 5 мин, супернатант разбавляли тем же буфером до 2,0-2,5 мг/мл и оставляли на ночь при 8°С. Из взятых 5,0 мг препарата ТРСазы получали 4,5 мг модифицированной формы с выходом 90% и чистотой 99%.In the second method, the enzyme already purified by the standard procedure was subjected to treatment with activated charcoal (5% aqueous suspension in buffer A, without L-tryptophan and ATP) to remove endogenous tryptophan, while the enzyme passed into a modified form under the influence of residual impurities of endogenous proteases into during the day at 8 ° C. The enzyme concentration of 5 mg / ml was incubated with stirring in the cold (+ 4 ° C) for 30 min in a buffer composition of 20 mm Tris-HCl, pH 7.5, 0.1 mm 2-mercaptoethanol in the presence of a 5% suspension of activated coal. The suspension was centrifuged in the cold (+ 4 ° C) at 10,000 g for 5 min, the supernatant was diluted with the same buffer to 2.0-2.5 mg / ml and left overnight at 8 ° C. From the taken 5.0 mg of the TRSase preparation, 4.5 mg of the modified form was obtained with a yield of 90% and a purity of 99%.

Мини-метод получения модифицированной ТРСазы включал нанесение препарата исходной ТРСазы концентрацией 15 мг/мл в 20 мМ трис-HCl, рН 7,5, объемом 0,3 мл на угольный фильтр. Угольный фильтр с нанесенным ферментом инкубировали при 4°С в течение 30 мин и смывали 1 мл буфера А, без L-триптофана и АТФ, затем разбавленный раствор инкубировали в холодильнике при 8°С в течение ночи. Исходную ТРСазу брали в количестве 5 мг. После проведения процедуры получено 4,5 мг - выход 90%.A mini-method for producing modified TRSase included the application of the preparation of the starting TRSase with a concentration of 15 mg / ml in 20 mM Tris-HCl, pH 7.5, and a volume of 0.3 ml per carbon filter. An activated carbon filter was incubated at 4 ° C for 30 min and washed with 1 ml of buffer A without L-tryptophan and ATP, then the diluted solution was incubated in the refrigerator at 8 ° C overnight. The original TRSase was taken in an amount of 5 mg. After the procedure, 4.5 mg was obtained - 90% yield.

Модифицированный фермент также получали ограниченным протеолизом исходного фермента эластазой. Для этого исходный фермент ТРСазы в концентрации 2,5 мг/мл, предварительно обработанный активированным углем для удаления эндогенного триптофана (см. выше), инкубировали с низкими концентрациями эластазы (0,12 мг/мл в буфере трис-HCl, рН 7,5) в течение 20 мин при 25°С в присутствии 0,1 мМ ЭДТА, 1 мМ 2-меркаптоэтанола и субстратов - 0,1 мМ L-триптофана, 1,0 мМ АТФ. Реакцию останавливали добавлением ингибитора протеаз 1 мМ ФМСФ или 5 мМ диизопропилфторфосфата (ДФФ). В случае ДФФ добавление осуществляли в очках и перчатках под тягой и оставляли под тягой при комнатной температуре, при перемешивании на качалке для полного разрушения ДФФ быстро разлагающегося в водной среде. Контроль образования модифицированной формы осуществляли с помощью денатурирующего электрофореза в ПААГ. Функциональную активность биологически активной модифицированной формы оценивали по стандартному МТТ тесту (Lee W.S., Harder J.A., Yoshizumi M. et al. Progesterone inhibits arterial smooth cell proliferation // Nat.Med. - 1997. - №3. - P. 1005-1008.)A modified enzyme was also obtained by limited proteolysis of the original enzyme with elastase. To do this, the initial enzyme TRSase at a concentration of 2.5 mg / ml, pre-treated with activated carbon to remove endogenous tryptophan (see above), was incubated with low concentrations of elastase (0.12 mg / ml in Tris-HCl buffer, pH 7.5 ) for 20 min at 25 ° C in the presence of 0.1 mm EDTA, 1 mm 2-mercaptoethanol and substrates - 0.1 mm L-tryptophan, 1.0 mm ATP. The reaction was stopped by the addition of a protease inhibitor of 1 mM PMSF or 5 mM diisopropyl fluorophosphate (DFF). In the case of DPP, the addition was carried out with glasses and gloves under the draft and left under the draft at room temperature, with stirring on a rocking chair, to completely destroy the DPF rapidly decomposing in an aqueous medium. Control of the formation of the modified form was carried out using denaturing electrophoresis in SDS page. The functional activity of the biologically active modified form was evaluated according to the standard MTT test (Lee WS, Harder JA, Yoshizumi M. et al. Progesterone inhibits arterial smooth cell proliferation // Nat.Med. - 1997. - No. 3. - P. 1005-1008. )

Технический результат изобретения: получение чистой биологически активной модифицированной формы фермента.The technical result of the invention: obtaining a pure biologically active modified form of the enzyme.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Разработка способа получения модифицированной формы триптофанил-тРНК-синтетазы (ТРС-азы) для выявления ее антиангиогенной и антионкогенной биологической активности с последующими испытаниями с целью получения нового препарата для лечения ряда распространенных (в частности, онкологических заболеваний).Development of a method for producing a modified form of tryptophanyl tRNA synthetase (TRS-basics) to detect its antiangiogenic and anti-oncogenic biological activity with subsequent tests in order to obtain a new drug for the treatment of a number of common (in particular, oncological diseases).

Это достигается тем, что в способе получения ТРС-азы, включающем измельчение поджелудочной железы КРС или свиней, экстракцию, фракционирование сульфатом аммония, хроматографию на колонках с ионообменными смолами, тщательно осуществляли подбор исходного сырья - поджелудочной железы, а именно, - железа крупного рогатого скота (КРС) берется не позднее 30-40 мин после забоя животного. Тщательно отбираются железы с минимальным количеством жира, примеси которого ингибируют фермент. Для транспортировки к месту обработки, железы в количестве около 2-3 кг (около 15 желез КРС, или 40 желез свиней) помещали в лед, железы измельчали, пропуская через (предварительно промытую и охлажденную) мясорубку в течение 5 мин прямо в бадью с охлажденным буфером А (25 мМ трис-HCl, рН 7,5, 1 мМ ЭДТА, 0,1 мМ 2-меркаптоэтанол, 0,2 мМ L-триптофана, и 1,0 мМ Mg-АТФ). Все дальнейшие процедуры проводили на холоду при +4°С (в холодной комнате или в холодильном шкафу). Экстракт перемешивали в течение 20 мин и отделяли экстракт от жмыха центрифугированием при 7000-8000 g, к экстракту при перемешивании добавляли стрептомицин сульфат до конечной концентрации 1%. После 20 мин инкубации без перемешивания осадок нуклеиновых кислот удаляли центрифугированием при 3000 об/мин или 7000-8000 g. Осадок отбрасывали. Для получения модифицированной формы на стадии получения экстракта не использовались ингибиторы протеаз.This is achieved by the fact that in the method of producing TRS-basics, including crushing the pancreas of cattle or pigs, extraction, fractionation with ammonium sulfate, chromatography on columns with ion-exchange resins, we carefully selected the raw materials - pancreas, namely, cattle iron (Cattle) is taken no later than 30-40 minutes after the slaughter of the animal. Carefully selected glands with a minimum amount of fat, the impurities of which inhibit the enzyme. For transportation to the treatment site, glands in an amount of about 2-3 kg (about 15 cattle glands, or 40 pig glands) were placed in ice, the glands were crushed by passing through a (previously washed and chilled) meat grinder for 5 min directly into a tub with chilled buffer A (25 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA, 0.1 mM 2-mercaptoethanol, 0.2 mM L-tryptophan, and 1.0 mM Mg-ATP). All further procedures were carried out in the cold at + 4 ° C (in a cold room or in a refrigerator). The extract was stirred for 20 min and the extract was separated from the cake by centrifugation at 7000-8000 g, streptomycin sulfate was added to the extract with stirring to a final concentration of 1%. After 20 minutes of incubation without stirring, the nucleic acid pellet was removed by centrifugation at 3000 rpm or 7000-8000 g. The precipitate was discarded. To obtain the modified form, protease inhibitors were not used at the extract stage.

Следующим этапом являлось непосредственное фракционирование ТРС-азы с помощью ступенчатого высаливания сульфатом аммония. Сульфат аммония, предварительно перетертый до состояния порошка, добавляли медленно при умеренном перемешивании на холоде до конечной концентрации 40%-насыщения в течение 20 мин. Оставляли для формирования осадка на 20 мин. Затем осадок осаждали центрифугированием при среднем ускорении 10000-15000 g. Супернатант сливали в отдельную бадью и добавляли на холоде, как указано выше сульфат аммония до 60%-насыщения. На этом этапе суспензию оставляли при 4°С в холодильнике на ночь для формирования осадка.The next step was the direct fractionation of TRS-basics using stepwise salting out with ammonium sulfate. Ammonium sulfate, previously ground to a powder state, was added slowly with moderate stirring in the cold to a final concentration of 40% saturation over 20 minutes. Left to form a precipitate for 20 minutes. Then the precipitate was precipitated by centrifugation at an average acceleration of 10,000-15,000 g. The supernatant was poured into a separate tub and added in the cold, as described above, ammonium sulfate to 60% saturation. At this stage, the suspension was left at 4 ° C in the refrigerator overnight to form a precipitate.

На следующем этапе осуществляется хроматография на колонках, с использованием анионообменных смол - целлюлозы, типа диэтиламиноэтилцеллюлозы (ДЕАЕ-целлюлозы, ДЕ-52). Смолу перед использованием рекомендуется активировать с целью повышения выхода целевого продукта. Для этого независимо от микроструктуры ионообменник обрабатывают следующим образом: сначала его перемешивают с 15-кратным количеством (сухой вес/объем) 0,5 М HCl в течение 30 мин при комнатной температуре, затем на воронке или декантацией отмывают дистиллированной водой до рН 4. После этого смолу перемешивают с 15-кратным количеством 0,5 М NaOH в течение 30 мин при комнатной температуре и отмывают дистиллированной водой до тех пор, пока суспензия не будет давать нейтральную реакцию. Обработанную таким образом смолу уравновешивают стартовым буферным раствором. Часть супернатанта аккуратно сливают через край бадьи, стараясь не взмутить осадок. Оставшуюся смесь центрифугируют при 15000 g. Супернатант отбрасывают, остаток жидкости тщательно удаляют со стенок центрифужных стаканов фильтровальной бумагой. Осадок затем растворяют в 30-50 мл буфера А, содержащего 0,05 М хлорид аммония NH4Cl. Раствор наслаивают на колонку с ДЕ-52 объемом 150 мл и элюируют до достижения минимальной оптической плотности (не выше 0,1 о.е./мл при 280 нм). Примесные белки удаляли элюцией буфером А, содержащим стабилизатор (0,09 М NH4Cl). Вышедший белковый пик отбрасывали. После снижения оптической плотности до минимума (около 0,1 о.е./мл), очищенную фракцию исходной и модифицированной форм ТРСазы снимали буфером А, содержащим повышенную концентрацию стабилизатора (0,16 М NH4Cl). Профиль элюции с колонки изображен на фиг.1. Отбирали центральную часть пика и концентрировали препарат ТРС-азы сульфатом аммония, доведя его до 60% насыщения. Для этого добавляли по каплям на холоде насыщенный 100-ный раствор сульфата аммония до выпадения осадка, продолжали добавлять до 60% насыщения и оставляли на ночь в холодильнике для формирования осадка. Смесь центрифугировали при 10000 g, остатки супернатанта убирали фильтровальной бумагой. Осадок растворяли в буфере А, содержащем стабилизатор (0,1 NH4Cl), и затем раствор наносили на другую ионообменную колонку с ДЕАЕ-целлюлозой ДЕ-52 объемом 50 мл, уравновешенного буфером А, содержащим 0,1 М хлорид аммония и 1 мМ ингибитора протеаз - фенилметилсульфонилфторида (ФМСФ). Элюировали линейным градиентом NH4Cl 0,1-0,16 М со скоростью 25 мл/час. Собирали фракции по 2,5 мл. Профиль элюции приведен на фиг.2. Фермент выходил в виде большого пика вначале, последующие пики представляли собой либо примесные белки, либо продукты более глубокого расщепления ТРСазы. Фракции, обладающие слабой ферментативной активностью, и модифицированную форму по данным денатурирующего электрофореза в полиакриламидном геле (ПААГ). К 30 мл объединенного элюата добавляли по каплям при перемешивании 20 мл раствора сульфата аммония 100%-насыщения. После формирования осадка центрифугировали при 10000 g. Супернатант отбрасывали. Осадок растворяли в минимальном объеме буфера А, в концентрации не ниже 20 мг на мл и хранили замороженным в аликвотах по 1 мл при - 70°С, или при -20°С в 30%-ном глицерине. Получено 40,5 мг модифицированной формы фермента с чистотой 99%.The next step is column chromatography using anion exchange resins - cellulose, such as diethylaminoethyl cellulose (DEAE cellulose, DE-52). It is recommended to activate the resin before use in order to increase the yield of the target product. To do this, regardless of the microstructure, the ion exchanger is treated as follows: first, it is mixed with 15 times (dry weight / volume) 0.5 M HCl for 30 min at room temperature, then it is washed with distilled water to a pH of 4. using a funnel or decantation. After this resin is mixed with a 15-fold amount of 0.5 M NaOH for 30 min at room temperature and washed with distilled water until the suspension gives a neutral reaction. The resin thus treated is balanced with a starting buffer solution. Part of the supernatant is carefully drained over the edge of the tub, being careful not to stir up the sediment. The remaining mixture is centrifuged at 15,000 g. The supernatant is discarded, the remaining liquid is carefully removed from the walls of the centrifuge cups with filter paper. The precipitate is then dissolved in 30-50 ml of buffer A containing 0.05 M ammonium chloride NH 4 Cl. The solution was layered on a 150 ml DE-52 column and eluted to a minimum optical density (not higher than 0.1 pfu / ml at 280 nm). Impurity proteins were removed by elution with buffer A containing a stabilizer (0.09 M NH 4 Cl). The released protein peak was discarded. After the optical density was reduced to a minimum (about 0.1 pfu / ml), the purified fraction of the initial and modified forms of TRCase was removed with buffer A containing an increased concentration of stabilizer (0.16 M NH 4 Cl). The elution profile from the column is shown in figure 1. The central part of the peak was taken and the preparation of TPC-ase was concentrated with ammonium sulfate, bringing it to 60% saturation. For this, a saturated 100% solution of ammonium sulfate was added dropwise in the cold until a precipitate formed, continued to add up to 60% saturation, and left overnight in the refrigerator to form a precipitate. The mixture was centrifuged at 10000 g, the supernatant residues were removed with filter paper. The precipitate was dissolved in buffer A containing a stabilizer (0.1 NH 4 Cl), and then the solution was applied to another ion exchange column with DEAE cellulose DE-52 with a volume of 50 ml, balanced with buffer A containing 0.1 M ammonium chloride and 1 mm protease inhibitor - phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF). Eluted with a linear gradient of NH 4 Cl 0.1-0.16 M at a rate of 25 ml / hour. 2.5 ml fractions were collected. The elution profile is shown in figure 2. The enzyme appeared in the form of a large peak at the beginning, the subsequent peaks were either impurity proteins or products of a deeper cleavage of TRSase. Fractions with weak enzymatic activity, and a modified form according to denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE). To 30 ml of the combined eluate was added dropwise with stirring 20 ml of a 100% saturation solution of ammonium sulfate. After the formation of the precipitate was centrifuged at 10000 g. The supernatant was discarded. The precipitate was dissolved in a minimum volume of buffer A, at a concentration of not less than 20 mg per ml and stored frozen in 1 ml aliquots at -70 ° C, or at -20 ° C in 30% glycerol. Received 40.5 mg of a modified form of the enzyme with a purity of 99%.

Технологическая схема предлагаемого способа может быть представлена в следующем виде: сбор и подготовка поджелудочной железы КРС или свиней → измельчение и экстракция → осаждения примесей нуклеиновых кислот и клеточного дебриса → ступенчатое солевое фракционирование сульфатом аммония → фракционирование на анионообменной хроматографической колонке ступенчатым градиентом элюента хлорида аммония → фракционирование на второй ионообменной колонке ДЕ 52 → концентрирование препарата ТРСазы и оценка его биологической активности.The technological scheme of the proposed method can be represented as follows: collection and preparation of cattle pancreas or pigs → grinding and extraction → precipitation of nucleic acid impurities and cell debris → step-wise salt fractionation with ammonium sulfate → fractionation on an anion-exchange chromatographic column with a stepwise gradient of ammonium chloride eluent → fractionation on the second ion-exchange column DE 52 → concentration of the TRSase preparation and assessment of its biological activity.

Выход препарата составляет 0,0020-0,005% от свежего органа животного. Описанные стадии технологического процесса в предлагаемом способе являются логически обоснованными.The yield of the drug is 0.0020-0.005% of the fresh organ of the animal. The described stages of the technological process in the proposed method are logically justified.

Одним из основных моментов в методике выделения модифицированной формы ТРСазы является выбор объекта - поджелудочной железы КРС и свиней, в которых, как установлено, существенно (почти в 100 крат) повышено его содержание по сравнению с другими тканями (в частности, в печени). На стадии отбора железы, важным является его свежесть (время забоя животного до отбора железы должно быть минимальным), железа должна быть постной, тщательно очищенной от жира.One of the main points in the procedure for isolating the modified form of TRSase is the choice of an object - the pancreas of cattle and pigs, in which, as it has been established, its content is significantly (almost 100 times) increased compared to other tissues (in particular, in the liver). At the stage of selection of the gland, its freshness is important (the time of slaughter of the animal before the selection of the gland should be minimal), the gland should be lean, thoroughly cleaned of fat.

Все стадии фракционирования до добавления ингибитора протеаз должны осуществляться в минимальные сроки. На ранних стадиях фракционирования желательно избегать сильного вспенивания экстрактов (в частности, на стадии солевого фракционирования сульфатом аммония), так как это может привести к частичной денатурации и инактивации модифицированных форм фермента, и может сказаться на его выходе. При центрифугированиях на ранних этапах плавающие на супернатанте частички жира удаляют, сливая супернатант в бадью через несколько слоев марли. Излишнее количество жира также может приводить к снижению биологической активности и выхода модифицированных форм ТРСазы.All stages of fractionation prior to the addition of a protease inhibitor should be carried out in a minimum time. In the early stages of fractionation, it is desirable to avoid strong foaming of the extracts (in particular, at the stage of salt fractionation with ammonium sulfate), as this can lead to partial denaturation and inactivation of the modified forms of the enzyme, and may affect its output. During centrifugation in the early stages, particles of fat floating on the supernatant are removed by draining the supernatant into a tub through several layers of gauze. Excess fat can also lead to a decrease in biological activity and the release of modified forms of TRSase.

Очень важным для получения модифицированных форм ТРСазы является наличие в буфере А L-триптофана и АТФ, которые способствуют образованию модифицированной формы и препятствуют дальнейшей деградации форм ТРСазы с потерей неканонических дополнительных функций.The presence of L-tryptophan and ATP in buffer A, which contribute to the formation of the modified form and prevent further degradation of the forms of TRSase with the loss of noncanonical additional functions, is very important for obtaining modified forms of TRSase.

На стадии второго фракционирования на ионообменной колонке ДЕ-52 нужно добавлять ингибитор протеаз ФМСФ в концентрации 1 мМ, так как, в силу обогащенности поджелудочной железы протеазами, модифицированная форма ТРСазы, в противном случае, будет полностью расщеплена.At the second fractionation stage, on the DE-52 ion-exchange column, it is necessary to add a PMSF protease inhibitor at a concentration of 1 mM, since, due to the pancreas enrichment with proteases, the modified form of TRSase, otherwise, will be completely cleaved.

На стадии ионообменной хроматографии может быть проведена процедура активации ионообменной смолы, в противном случае выход препарата существенно снижается, а эффективность фракционирования резко снижается. Необходимо добиваться достаточно полного вымывания неспецифически связанного белка перед сбором нужной фракции, и отбирать для дальнейшей работы именно среднюю часть пика. В конечной части пика следуют частично протеолизованные формы ТРСазы. Собранные фракции желательно сразу концентрировать, так как в разбавленных растворах фермент существенно менее стабилен.At the stage of ion-exchange chromatography, the procedure of activation of the ion-exchange resin can be carried out, otherwise the yield of the drug is significantly reduced, and the fractionation efficiency is sharply reduced. It is necessary to achieve a sufficient complete washing out of the non-specifically bound protein before collecting the desired fraction, and select the middle part of the peak for further work. At the end of the peak, partially proteolized forms of TRSase follow. It is advisable to immediately concentrate the collected fractions, since the enzyme is much less stable in dilute solutions.

Ион аммония (NH4+) стабилизирует ТРСазу, поэтому фермент можно перед колоночными стадиями долго (1-2 месяца) хранить в виде осадка в сульфате аммония при -20°С. Это важно при испытаниях эффективности новых колоночных методик и их сравнения, так как предыдущие стадии, при соблюдении методики, не вносят изменений в выход препарата и его чистоту.Ammonium ion (NH 4 +) stabilizes TRSase; therefore, the enzyme can be stored in the form of a precipitate in ammonium sulfate at -20 ° C for a long time (1-2 months) before the column stages. This is important when testing the effectiveness of new column methods and comparing them, since the previous stages, subject to the method, do not change the yield of the drug and its purity.

Дальнейшие направления повышения эффективности методики лежат в рамках основных стадий и требуют их усовершенствования либо опускания некоторых стадий, путем их объединения в одну, либо полного исключения определенных стадий в силу повышения эффективности предыдущих.The further directions of increasing the efficiency of the methodology lie within the framework of the main stages and require their improvement or omission of some stages, by combining them into one, or by completely eliminating certain stages due to an increase in the efficiency of the previous ones.

Изменения методики могут быть адаптированы для конкретных целей дальнейшего использования модифицированных форм фермента.Changes in the methodology can be adapted for the specific purposes of the further use of modified forms of the enzyme.

Кроме основной аминоацилирующей активности ТРСаза обладает еще, по крайней мере, одной важной функцией, а именно принимает участие в цепочке биохимических процессов, стимулирующих защитные реакции организма на внедрение вирусных инфекций (в частности разрушающих специфически вирусные РНК). Через образование диаденозинтрифосфата (Ар3А) и, возможно других ApnA, ТРСаза может принимать участие в регуляции таких процессов, как стимуляция секреции белков железами, активностей ферментов, участвующих в регуляции сердечно-сосудистой системы и передаче нервного сигнала (через мембранные АТФазы). В этом плане, становится, отчасти, ясным относительно высокое содержание ТРСазы в поджелудочной железе, которая является мощным секретирующим органом. Предстоит более точно установить сложную сеть реакций, регулирующих процессы жизнедеятельности и роль и место ТРСазы в них. Открывается перспектива конкретных направлений применения этого фермента в медицине.In addition to the main aminoacylating activity, TRSase has at least one more important function, namely, it takes part in a chain of biochemical processes that stimulate the body's defensive reactions to the introduction of viral infections (in particular, destroy specific viral RNAs). Through the formation of diadenosine triphosphate (Ap3A) and, possibly, other ApnA, TRSase can take part in the regulation of processes such as stimulation of protein secretion by the glands, enzyme activities involved in the regulation of the cardiovascular system and transmission of the nerve signal (through membrane ATPases). In this regard, it becomes partly clear the relatively high content of TRSase in the pancreas, which is a powerful secretory organ. It is necessary to more accurately establish a complex network of reactions that regulate the processes of life and the role and place of TRSases in them. The prospect of specific directions for the use of this enzyme in medicine opens up.

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

Пример 1Example 1

Берут 2 кг железы не позднее 30-40 мин после забоя животного, тщательно отбираются железы с минимальным количеством жира, железу дополнительно очищали от жира. Для транспортировки к месту обработки железу помещали в лед, железу измельчали, пропуская через (предварительно промытую и охлажденную) мясорубку в течение 5 мин прямо в бадью с 2,2 л охлажденного буфера А (25 мМ трис-HCl, рН 7,5, 1 мМ ЭДТА, 0,1 мМ 2-меркаптоэтанол, 0,2 мМ L-триптофана 2×10-4 М, и 1,0 мМ Mg-АТФ). Все дальнейшие процедуры проводили на холоде при +4°С. Экстракт перемешивали в течение 20 мин и отделяли экстракт от жмыха центрифугированием. К полученным 2 л экстракта при перемешивании добавляли 0,5 л 5%-ного стрептомицин сульфата до конечной концентрации 1% (прерывающейся тонкой струей). После 20 мин инкубации без перемешивания осадок нуклеиновых кислот удаляли центрифугированием при 3000 об/мин (5000 g). Осадок отбрасывали. К супернатанту добавляли 690 г сульфата аммония, (предварительно перетертый до порошкового состояния), медленно при умеренном перемешивании на холоде до конечной концентрации 40%-насыщения в течение 20 мин. Оставляли для формирования осадка на 20 мин. Затем осадок осаждали центрифугированием при среднем ускорении 10000-12000 g. Супернатант сливали в отдельную бадью и к полученным 3,2 л добавляли на холоде, как указано выше, 316 г сульфата аммония до 60%-насыщения. Оставляли экстракт для формирования осадка на ночь.Take 2 kg of gland no later than 30-40 minutes after slaughtering the animal, glands with a minimum amount of fat are carefully selected, the gland is additionally cleaned of fat. For transportation to the treatment site, the iron was placed in ice, the iron was crushed by passing through a (previously washed and chilled) meat grinder for 5 min directly into a tub with 2.2 L of chilled buffer A (25 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA, 0.1 mM 2-mercaptoethanol, 0.2 mM L-tryptophan 2 × 10 -4 M, and 1.0 mM Mg-ATP). All further procedures were carried out in the cold at + 4 ° C. The extract was stirred for 20 minutes and the extract was separated from the meal by centrifugation. To the obtained 2 L of the extract, 0.5 L of 5% streptomycin sulfate was added with stirring to a final concentration of 1% (interrupted by a thin stream). After 20 min incubation without stirring, the nucleic acid pellet was removed by centrifugation at 3000 rpm (5000 g). The precipitate was discarded. 690 g of ammonium sulfate (pre-ground to powder) was added to the supernatant, slowly with moderate stirring in the cold to a final concentration of 40% saturation for 20 minutes. Left to form a precipitate for 20 minutes. Then, the precipitate was precipitated by centrifugation at an average acceleration of 10,000-12,000 g. The supernatant was poured into a separate tub and to the obtained 3.2 L was added in the cold, as indicated above, 316 g of ammonium sulfate to a 60% saturation. The extract was left to precipitate overnight.

Часть супернатанта аккуратно сливают через край бадьи, стараясь не взмутить осадок. Оставшуюся смесь 1,5 л центрифугируют при 15000 g. Супернатант отбрасывают, остаток жидкости тщательно удаляют со стенок центрифужных стаканов фильтровальной бумагой. Осадок затем растворяют в 50 мл буфера А, содержащего 0,05 М хлорид аммония NH4Cl. Раствор наслаивают на колонку с ДЕ-52 объемом 150 мл и элюируют до достижения минимальной оптической плотности (не выше 0,1 о.е./мл при 280 нм). Примесные белки удаляли элюцией буфером А, содержащим 0,09 М NH4Cl. Вышедший белковый пик отбрасывали. После снижения оптической плотности до минимума (около 0,1 о.е./мл), очищенную фракцию исходной и модифицированной форм ТРСазы снимали буфером А, содержащим 0,16 М NH4Cl. Профиль элюции с колонки изображен на фиг.1. Отбирали центральную часть пика в объеме 80 мл и осаждали смесь исходной (около 20%) и модифицированных форм ТРСазы (около 75% формы и 5% формы 24+14 кД, добавляя 54 мл насыщенного (100% насыщения) сульфата аммония, до достижения 60% насыщения. Для этого добавляли по каплям на холоду насыщенный 100%-й раствор сульфата аммония до выпадения осадка, продолжали добавлять до 60% насыщения и оставляли на ночь в холодильнике для формирования осадка. Смесь центрифугировали при 10000 g, остатки супернатанта убирали фильтровальной бумагой. Осадок растворяли в 40 мл буфера А, содержащего 0,1 М NH4Cl. К раствору добавляли 40 мкл 1 М раствора ФМСФ для ингибирования протеаз (из расчета 1 мкл на 1 мл раствора). Оставляли на 20 мин в вытяжном шкафу при перемешивании для полного растворения ПМСФ. Затем раствор наносили на колонку с ионообменной смолой ДЕ-52 объемом 50 мл уравновешенную буфером А, содержащим 0,1 М NH4Cl, 1 мМ ПМСФ, смывали не связавшейся на колонке белок до достижения оптической плотности в элюате не выше 0,1 о.е./мл при 280 нм, затем смывали фракции линейным градиентом соли хлорида аммония (0,1 М - 0,16 М соли). Элюировали со скоростью 25 мл/час. Собирали фракции по 2,5 мл. Профиль элюции приведен на фиг.2. Чистая модифицированная форма фермента выделялась в виде большого пика во второй половине градиента. Последующие пики представляли собой либо примесные белки и форму 40×40 кД, либо протеолизованную форму ТРСазы (24+14 кД). Собирали фракции №22-35, обладающие слабой ферментативной активностью и представляющие гомогенную форму по данным денатурирующего электрофореза в полиакриламидном геле. К 30 мл объединенного элюата добавляли по каплям при перемешивании 20 мл раствора сульфата аммония 100%-насыщения. После сформирования осадка центрифугировали при 10000 g. Супернатант отбрасывали. Осадок растворяли в 2,5 мл буфера А. Концентрация белка составила 15,2 мг/мл, конечный объем - 3 мл, то есть получено 45,6 мг модифицированной формы фермента ТРСазы. Модифицированную форму фермента хранили в аликвотах по 1 мл при -70°С. Выход модифицированной формы фермента, исходя из массы железы в 2 кг, составил около 0,0023%, со степенью чистоты 98%.Part of the supernatant is carefully drained over the edge of the tub, being careful not to stir up the sediment. The remaining 1.5 L mixture was centrifuged at 15,000 g. The supernatant is discarded, the remaining liquid is carefully removed from the walls of the centrifuge cups with filter paper. The precipitate was then dissolved in 50 ml of buffer A containing 0.05 M ammonium chloride NH 4 Cl. The solution was layered on a 150 ml DE-52 column and eluted to a minimum optical density (not higher than 0.1 pfu / ml at 280 nm). Impurity proteins were removed by elution with buffer A containing 0.09 M NH 4 Cl. The released protein peak was discarded. After the optical density was reduced to a minimum (about 0.1 pfu / ml), the purified fraction of the initial and modified forms of TRCase was removed with buffer A containing 0.16 M NH 4 Cl. The elution profile from the column is shown in figure 1. The central part of the peak in a volume of 80 ml was taken and a mixture of the initial (about 20%) and modified forms of TRSase (about 75% form and 5% form 24 + 14 kDa was precipitated, adding 54 ml of saturated (100% saturation) ammonium sulfate, until 60 % saturation To do this, a saturated 100% solution of ammonium sulfate was added dropwise in the cold until a precipitate formed, continued to add up to 60% saturation and left in the refrigerator overnight to form a precipitate.The mixture was centrifuged at 10,000 g, the remaining supernatant was removed with filter paper. The precipitate was dissolved in 40 ml buffer and A containing 0.1 M NH 4 Cl. To the solution was added 40 μl of a 1 M solution of PMSF to inhibit proteases (at the rate of 1 μl per 1 ml of solution) and left for 20 min in a fume hood with stirring to completely dissolve the PMSF. the solution was applied to a DE-52 ion-exchange resin column with a volume of 50 ml balanced with buffer A containing 0.1 M NH 4 Cl, 1 mM PMSF, the protein unbound on the column was washed off until the optical density in the eluate was not higher than 0.1 о.е ./ml at 280 nm, then the fractions were washed off with a linear gradient of ammonium chloride salt (0.1 M - 0.16 M salt). Eluted at a rate of 25 ml / hour. 2.5 ml fractions were collected. The elution profile is shown in figure 2. The pure modified form of the enzyme stood out as a large peak in the second half of the gradient. Subsequent peaks were either impurity proteins and a 40 × 40 kD form, or a proteolysed form of TRSase (24 + 14 kD). Fractions No. 22-35 were collected, having weak enzymatic activity and representing a homogeneous form according to denaturing polyacrylamide gel electrophoresis. To 30 ml of the combined eluate was added dropwise with stirring 20 ml of a 100% saturation solution of ammonium sulfate. After the formation of a precipitate, it was centrifuged at 10,000 g. The supernatant was discarded. The precipitate was dissolved in 2.5 ml of buffer A. The protein concentration was 15.2 mg / ml, the final volume was 3 ml, that is, 45.6 mg of the modified form of the TRSase enzyme was obtained. The modified form of the enzyme was stored in aliquots of 1 ml at -70 ° C. The yield of the modified form of the enzyme, based on a gland mass of 2 kg, was about 0.0023%, with a purity of 98%.

Во втором подходе уже очищенный стандартной процедурой фермент подвергали обработке с активированным углем (5%-ной водной суспензией в буфере А, без L-триптофана и АТФ) для снятия эндогенного триптофана, при этом фермент переходил в модифицированную форму под действием остаточных примесей эндогенных протеаз в течение суток при 8°С. Фермент концентрацией 5 мг/мл инкубировали при перемешивании на холоду (+4°С) в течение 30 мин в буфере состава 20 мМ трис-HCl, рН 7,5, 0,1 мМ 2 - меркаптоэтанол в присутствии 5%-ной суспензии активированного угля. Суспензию центрифугировали на холоду (+4°С) при 10000 g в течение 5 мин, супернатант разбавляли тем же буфером до 2,5 мг/мл и оставляли на ночь при 8°С. Из взятых 5,0 мг препарата ТРСазы получали 4,5 мг модифицированной формы с выходом 90% и чистотой 99%.In the second approach, the enzyme already purified by the standard procedure was subjected to treatment with activated charcoal (5% aqueous suspension in buffer A, without L-tryptophan and ATP) to remove endogenous tryptophan, while the enzyme passed into a modified form under the influence of residual impurities of endogenous proteases into during the day at 8 ° C. The enzyme concentration of 5 mg / ml was incubated with stirring in the cold (+ 4 ° C) for 30 min in a buffer composition of 20 mm Tris-HCl, pH 7.5, 0.1 mm 2 - mercaptoethanol in the presence of a 5% suspension of activated coal. The suspension was centrifuged in the cold (+ 4 ° C) at 10,000 g for 5 min, the supernatant was diluted with the same buffer to 2.5 mg / ml and left overnight at 8 ° C. From the taken 5.0 mg of the TRSase preparation, 4.5 mg of the modified form was obtained with a yield of 90% and a purity of 99%.

Мини-метод получения модифицированной ТРСазы включал нанесение препарата исходной ТРСазы концентрацией 15 мг/мл в 20 мМ трис-HCl, рН 7,5, объемом 0,1 мл на угольный фильтр. Угольный фильтр с нанесенным ферментом инкубировали при 4°С в течение 30 мин и смывали 1 мл буфера А, без L-триптофана и АТФ, затем разбавленный раствор инкубировали в холодильнике при 8°С в течение ночи.A mini-method for producing modified TRSase included applying the preparation of the starting TRSase with a concentration of 15 mg / ml in 20 mM Tris-HCl, pH 7.5, and a volume of 0.1 ml per carbon filter. An activated carbon filter was incubated at 4 ° C for 30 min and washed with 1 ml of buffer A without L-tryptophan and ATP, then the diluted solution was incubated in the refrigerator at 8 ° C overnight.

Исходную ТРСазу брали в количестве 5 мг. После проведения процедуры получено 4,5 мг - выход 90%.The original TRSase was taken in an amount of 5 mg. After the procedure, 4.5 mg was obtained - 90% yield.

Модифицированный фермент также получали ограниченным протеолизом исходного фермента эластазой. Для этого исходный фермент ТРСазы в концентрации 2,5 мг/мл, предварительно обработанный активированным углем для удаления эндогенного триптофана (см. выше), инкубировали с низкими концентрациями эластазы (0,12 мг/мл в буфере трис-HCl, рН 7,5) в течение 20 мин при 25°С в присутствии 0,1 мМ ЭДТА, 1 мМ 2 - меркаптоэтанола и субстратов - 0,1 мМ L-триптофана, 1,0 мМ АТФ. Реакцию останавливали добавлением ингибитора протеаз 1 мМ ФМСФ или 5 мМ диизопропилфторфосфата (ДФФ). В случае ДФФ добавление осуществляли в очках и перчатках под тягой и оставляли под тягой при комнатной температуре, при перемешивании на качалке для полного разрушения ДФФ быстро разлагающегося в водной среде. Контроль образования модифицированной формы осуществляли с помощью денатурирующего электрофореза в ПААГ. Выход составил 4,5 мг модифицированного фермента, то есть 90% с чистотой 99% по данным денатурирующего белкового электрофореза в полиакриламидном геле (ПААГ).A modified enzyme was also obtained by limited proteolysis of the original enzyme with elastase. To do this, the initial enzyme TRSase at a concentration of 2.5 mg / ml, pre-treated with activated carbon to remove endogenous tryptophan (see above), was incubated with low concentrations of elastase (0.12 mg / ml in Tris-HCl buffer, pH 7.5 ) for 20 min at 25 ° C in the presence of 0.1 mm EDTA, 1 mm 2 - mercaptoethanol and substrates - 0.1 mm L-tryptophan, 1.0 mm ATP. The reaction was stopped by the addition of a protease inhibitor of 1 mM PMSF or 5 mM diisopropyl fluorophosphate (DFF). In the case of DPP, the addition was carried out with glasses and gloves under the draft and left under the draft at room temperature, with stirring on a rocking chair, to completely destroy the DPF rapidly decomposing in an aqueous medium. Control of the formation of the modified form was carried out using denaturing electrophoresis in SDS page. The yield was 4.5 mg of the modified enzyme, i.e. 90% with a purity of 99% according to denaturing protein polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE).

Функциональную активность биологически активной модифицированной формы оценивали по стандартному МТТ тесту (Lee W.S., Harder J.A., Yoshizumi M. et al. Progesterone inhibits arterial smooth cell proliferation // Nat. Med. - 1997. - №3. - P. 1005-1008.)The functional activity of the biologically active modified form was evaluated according to the standard MTT test (Lee WS, Harder JA, Yoshizumi M. et al. Progesterone inhibits arterial smooth cell proliferation // Nat. Med. - 1997. - No. 3. - P. 1005-1008. )

Пример 2Example 2

Аналогичен примеру 1, за исключением того, что первое солевое фракционирование осуществляли при 50% насыщения сульфата аммония. Было получено 40,3 мг модифицированной формы фермента со степенью чистоты - 99%.Similar to example 1, except that the first salt fractionation was carried out at 50% saturation of ammonium sulfate. Received 40.3 mg of a modified form of the enzyme with a degree of purity of 99%.

Второй метод получения модифицированной ТРСазы аналогичен соответствующему разделу примера 1, за исключением инкубации освобожденной от эндогенного триптофана препарата фермента в течение 2 суток при 8°С. Из взятых на эксперимент 5 мг исходной формы получилось 4 мг модифицированной формы, то есть выход составил 80%. Мини-метод при использовании инкубации при 8°С в течение 2-х суток - получалось 3,8 мг модифицированной формы, то есть выход составлял 76%.The second method for producing modified TRSase is similar to the corresponding section of Example 1, except for incubation of the enzyme preparation freed from endogenous tryptophan for 2 days at 8 ° C. Of the 5 mg of the initial form taken for the experiment, 4 mg of the modified form was obtained, that is, the yield was 80%. The mini-method when using incubation at 8 ° C for 2 days - 3.8 mg of the modified form was obtained, that is, the yield was 76%.

Пример 3Example 3

Аналогичен примеру 1, за исключением того, что первое солевое фракционирование осуществляли при 30% насыщения сульфата аммония. Было получено 42,10 мг препарата со степенью чистоты 90%(по данным электрофореза в денатурирующем ПААГ).Similar to example 1, except that the first salt fractionation was carried out at 30% saturation of ammonium sulfate. Received 42.10 mg of the drug with a degree of purity of 90% (according to electrophoresis in denaturing PAAG).

Второй и мини-метод получения модифицированной ТРСазы аналогичен примеру 1, но инкубация в 5%-ном активированном угле длилась 3 часа. Выход составил 3,2 мг и 3,5 мг или 64% и 70%, соответственно.The second and mini-method for producing modified TRSase is similar to Example 1, but the incubation in 5% activated carbon lasted 3 hours. The yield was 3.2 mg and 3.5 mg, or 64% and 70%, respectively.

Пример 4Example 4

Аналогичен примеру 1, за исключением того, что второе солевое фракционирование осуществляли при 50% насыщения сульфата аммония. Было получено 38,92 мг препарата фермента (выход - 0,0019%) со степенью чистоты 99%.Similar to example 1, except that the second salt fractionation was carried out at 50% saturation of ammonium sulfate. 38.92 mg of the enzyme preparation was obtained (yield - 0.0019%) with a purity of 99%.

Методику получения модифицированной формы проводили, как в примере 1, но удаляли из буфера инкубации L-триптофан и АТФ. При этом получено 2,0 мг (выход 40%) модифицированной ТРСазы с чистотой 50%.The procedure for obtaining the modified form was carried out as in example 1, but L-tryptophan and ATP were removed from the incubation buffer. In this case, 2.0 mg (yield 40%) of a modified TRSase with a purity of 50% was obtained.

Пример 5Example 5

Аналогичен примеру 1, за исключением того, что второе солевое фракционирование осуществляли при 70% насыщения сульфата аммония.Similar to example 1, except that the second salt fractionation was carried out at 70% saturation of ammonium sulfate.

Было получено 42,14 мг препарата (выход 0,0021%) со степенью чистоты 90%.42.14 mg of the preparation was obtained (yield 0.0021%) with a purity of 90%.

Второй и мини-метод получения модифицированной ТРСазы аналогичен примеру 1, но инкубация в 5%-ном активированном угле длилась 3 часа. Выход составил 3,2% и 3,5% или 64% и 70%, соответственно.The second and mini-method for producing modified TRSase is similar to Example 1, but the incubation in 5% activated carbon lasted 3 hours. The yield was 3.2% and 3.5% or 64% and 70%, respectively.

Пример 6Example 6

Аналогичен примеру 2, за исключением того, что опускалась стадия элюции при ионообменной хроматографии при 0,09 М NH4Cl. Было получено 38,09 мг (выход 0,0019%) препарата со степенью чистоты 90%.Similar to example 2, except that the elution step was omitted by ion exchange chromatography at 0.09 M NH 4 Cl. 38.09 mg (yield 0.0019%) of the preparation were obtained with a purity of 90%.

Получение модифицированной формы методом ограниченного протеолиза в присутствии субстратов проводили, как в случае 1, но использовали вдвое большие концентрации эластазы - 0,24 мг/мл. Выход составил 3,0 мг или 60%, с чистотой 90%.The preparation of the modified form by the limited proteolysis method in the presence of substrates was carried out as in case 1, but twice as high elastase concentrations — 0.24 mg / ml — were used. The yield was 3.0 mg or 60%, with a purity of 90%.

Пример 7Example 7

Аналогичен примеру 2, за исключением того, что ионная сила раствора при элюции основной фракции была увеличена до 0,16 М NH4Cl, а градиент по соли NH4Cl торой ионообменной колонке составлял от 0,1 М до 0,2 М. Было получено 35,10 мг препарата (выход 0,00175%) со степенью чистоты 90%.Similar to example 2, except that the ionic strength of the solution during elution of the main fraction was increased to 0.16 M NH 4 Cl, and the gradient of the NH 4 Cl salt of the second ion-exchange column was from 0.1 M to 0.2 M. 35.10 mg of the preparation obtained (yield 0.00175%) with a purity of 90%.

Второй и мини-метод получения модифицированной ТРСазы аналогичен примеру 1, но концентрации исходных препаратов ТРСазы разбавлялись в 5 раз (1 мг/мл и 0,5 мг/мл, соответственно). Выходы составил 3,8 мг и 3,5 мг или 76% и 70%, соответственно.The second and mini-method for producing modified TRSase is similar to Example 1, but the concentrations of the starting preparations of TRSase were diluted 5 times (1 mg / ml and 0.5 mg / ml, respectively). Yields were 3.8 mg and 3.5 mg or 76% and 70%, respectively.

Пример 8Example 8

Аналогичен примеру 1, за исключением того, что была включена стадия добавления ингибитора протеаз ФМСФ после стадии удаления примесных нуклеиновых кислот. Было получено 10,60 мг препарата со степенью чистоты 80%. То есть добавление ингибитора протеаз на этой стадии резко снижает выход модифицированной формы ТРСазы.Similar to example 1, except that the step of adding an inhibitor of the protease PMSF was included after the step of removing impurity nucleic acids. Received 10.60 mg of the drug with a degree of purity of 80%. That is, the addition of a protease inhibitor at this stage dramatically reduces the yield of the modified form of TRSase.

Второй и мини-метод получения модифицированной ТРСазы аналогичен примеру 1, но после обработки активированным углем в смесь добавляли ингибитор протеаз ФМСФ до 1,0 мМ. Выход составил по модифицированной форме ТРСазы 1,2 мг (24%) с чистотой 20%. То есть добавление ингибитора протеаз на данной стадии фактически блокировало переход к модифицированной форме.The second and mini-method for producing modified TRSase is similar to Example 1, but after treatment with activated carbon, the PMSF protease inhibitor up to 1.0 mM was added to the mixture. The yield was 1.2 mg (24%) in a modified form of TRSase with a purity of 20%. That is, the addition of a protease inhibitor at this stage actually blocked the transition to the modified form.

Пример 9Example 9

Аналогичен примеру 1, за исключением того, что была исключена стадия добавления ФМСФ перед нанесением на вторую ионообменную колонку с линейным градиентом элюции. Выход составил 22 мг со степенью чистоты 75%. То есть использование ингибиторов протеаз на последней колоночной стадии важна для получения хорошего выхода и чистоты модифицированной формы ТРСазы.Similar to example 1, except that the stage of adding PMSF was excluded before applying to the second ion-exchange column with a linear gradient of elution. The yield was 22 mg with a purity of 75%. That is, the use of protease inhibitors in the last column stage is important to obtain a good yield and purity of the modified form of TRSase.

Второй и мини-метод получения модифицированной ТРСазы аналогичен примеру 8, но после обработки активированным углем в смесь добавляли эластазу в концентрации 0,12 мг/мл с последующей инкубацией в течение ночи при 8°С. Выход составил по модифицированной форме ТРСазы 0,5 мг (то есть 10%) с чистотой 10% по отношению к модифицированной форме. То есть добавление эластазы на данной стадии приводила фактически к полному протеолизу ТРСазы.The second and mini-method for producing modified TRSase is similar to Example 8, but after treatment with activated carbon, elastase was added to the mixture at a concentration of 0.12 mg / ml, followed by incubation overnight at 8 ° C. The yield was 0.5 mg (i.e. 10%) in a modified form of TRSase with a purity of 10% with respect to the modified form. That is, the addition of elastase at this stage actually led to the complete proteolysis of TRSase.

Пример 10Example 10

Аналогичен примеру 9, за исключением того, что отбирали все пики фермента при втором фракционировании на ионообменнике, получаемые при линейном градиенте соли хлорида аммония. Выход модифицированной формы фермента составил 31,55 мг (0,0016%) со степенью чистоты 80%.Similar to example 9, except that all peaks of the enzyme were selected during the second fractionation on an ion exchanger, obtained with a linear gradient of ammonium chloride salt. The yield of the modified form of the enzyme was 31.55 mg (0.0016%) with a purity of 80%.

Второй и мини-метод получения модифицированной ТРСазы аналогичен примеру 9, также после обработки активированным углем в препарат после удаления активированного угля добавляли эластазу в концентрации 0,12 мг/мл, но инкубацию осуществляли при 8°С в течение 1 часа. Выход составил по модифицированной форме ТРСазы 2,5 мг (то есть 50%) с чистотой 80% по отношению к модифицированной форме.The second and mini-method for producing modified TRSase is similar to Example 9, after treatment with activated carbon, elastase was added to the preparation after removal of activated carbon at a concentration of 0.12 mg / ml, but incubation was carried out at 8 ° C for 1 hour. The yield was 2.5 mg (i.e. 50%) in the modified form of TRSase with a purity of 80% with respect to the modified form.

Сравнительный анализ технико-экономических показателей предлагаемого и известного способа приведен в таблице 1. A comparative analysis of the technical and economic indicators of the proposed and known method are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 СпособWay Выход (% от исходного сырья)Yield (% of feedstock) Содержание примесных белков и продуктов протеолизаThe content of impurity proteins and proteolysis products ПредлагаемыйProposed 0,00250.0025 1%one% ИзвестныйFamous 0,000250,00025 3%3%

Изобретение позволит получить препарат высокой чистоты и биологической активности по ингибированию процессов ангиогенеза. Метод представляет собой одну из первых методик получения препаративных количеств модифицированной формы ТРСазы, обладающей дополнительной неканонической антиангиогенной активностью.The invention allows to obtain a preparation of high purity and biological activity for the inhibition of angiogenesis processes. The method is one of the first methods for producing preparative amounts of a modified form of TRSase with additional non-canonical antiangiogenic activity.

Способ получения модифицированной формы ТРСазы отличается от известного существенно большим выходом препарата (в 10 раз) за счет оптимизации процедур и применения буферов с субстратами катализируемой реакции, которые и обеспечивали накопление по ходу фракционирования модифицированной формы ТРСазы в осаждаемых и элюируемых с колонок фракциях. Цикл экспериментов по разработке методик был проведен на двух источниках сырья - крупный рогатый скот (КРС) и свиньи.The method of obtaining the modified form of TRSase differs from the known one by a significantly higher yield of the preparation (10 times) due to the optimization of procedures and the use of buffers with substrates of the catalyzed reaction, which ensured the accumulation of the modified form of TRSase in the fractions deposited and eluted from the columns during fractionation. A series of experiments on the development of methods was carried out on two sources of raw materials - cattle (cattle) and pigs.

Способ, представляя собой один из первых методик получения модифицированной биологически активной формы ТРСазы, существенно сокращен по времени исполнения за счет замены нескольких колоночных стадий на 1-2. Использована оригинальная схема получения модифицированной формы, основанная на применении природных эндогенных примесных протеаз, которые моделируя процессы, происходящие in vivo в тканях, приводят к получению препаративных количеств гомогенного модифицированного препарата ТРСазы.The method, representing one of the first methods for producing a modified biologically active form of TRSase, is significantly reduced in execution time by replacing several column stages by 1-2. An original scheme of obtaining a modified form was used, based on the use of natural endogenous impurity proteases, which, simulating the processes occurring in vivo in tissues, lead to the preparation of preparative amounts of a homogeneous modified preparation of TRSase.

ЛитератураLiterature

1. Methods Enzymol. 1979; 59:234-257, Kisselev L.L. et al., Tryptophanyl-tRNA synthetase from beef pancreas.1. Methods Enzymol. 1979; 59: 234-257, Kisselev L.L. et al., Tryptophanyl-tRNA synthetase from beef pancreas.

2. Nat Rev Mol Cell Biol. 2010, 11(9):668-674. Gum M., Yang X.L., Schimmel P. New functions of aminoacyl-tRNA synthetases beyond translation.2. Nat Rev Mol Cell Biol. 2010, 11 (9): 668-674. Gum M., Yang X.L., Schimmel P. New functions of aminoacyl-tRNA synthetases beyond translation.

3. Nat Rev Cancer. 2011, 11(10):708-18. Kirn S., You S., Hwang D. Aminoacyl-tRNA synthetases and tumorigenesis: more than housekeeping.3. Nat Rev Cancer. 2011, 11 (10): 708-18. Kirn S., You S., Hwang D. Aminoacyl-tRNA synthetases and tumorigenesis: more than housekeeping.

4. Heart Vessels. 2011, 26(1):69-80. Zeng R, Chen Y.C, Zeng Z., Liu W.Q., Jiang X.F., Liu R., Qiang O., Li X. Effect of mini-tyrosyl-tRNA synthetase/mini-tryptophanyl-tRNA synthetase on ischemic angiogenesis in rats: proliferation and migration of endothelial cells.4. Heart Vessels. 2011, 26 (1): 69-80. Zeng R, Chen YC, Zeng Z., Liu WQ, Jiang XF, Liu R., Qiang O., Li X. Effect of mini-tyrosyl-tRNA synthetase / mini-tryptophanyl-tRNA synthetase on ischemic angiogenesis in rats: proliferation and migration of endothelial cells.

5. Proc Nati Acad Sci USA. 2008, 105(32):11043-11049. Park S.G., Schimmel P., Kim S. Aminoacyi tRNA synthetases and their connections to disease.5. Proc Nati Acad Sci USA. 2008, 105 (32): 11043-11049. Park S.G., Schimmel P., Kim S. Aminoacyi tRNA synthetases and their connections to disease.

Claims (2)

1. Способ получения модифицированной формы триптофанил-тРНК-синтетазы (ТРСазы), включающий измельчение тканей поджелудочной железы животных, экстрагирование, отделение экстракта от жмыха, осаждение и удаление примесных нуклеиновых кислот с помощью стрептомицин сульфата, повторное осаждение примесей из супернатанта высаливанием сульфатом аммония и постадийное фракционирование экстракта, отличающийся тем, что на первой стадии фракционирования методом ионообменной хроматографии с использованием ДЕАЕ-целлюлозы ДЕ-52, проводят ступенчатую элюцию буферным раствором, содержащим 25 мМ трис-HCl при pH 7,5, 1 мM ЭДТА, 0,1 мМ 2-меркаптоэтанола и стабилизатор модифицированной формы ТРСазы в виде комплекса субстратов 0,2 мМ L-триптофана и 1,0 мМ Mg-АТФ, при этом элюирование проводят до достижения значения оптической плотности не выше 0,1 о.е./мл при 280 нм, после чего удаляют примесные белки буферным раствором, содержащим 0,09М NH4Cl, после этого очищенную фракцию промывают буферным раствором, содержащим 0,16М NH4Cl, полученную смесь осаждают сульфатом аммония до достижения 60% насыщения, центрифугируют, растворяют осадок буферным раствором, содержащим 0,1М NH4Cl, добавляют к раствору ингибитор протеаз, далее проводят вторую стадию фракционирования методом ионообменной хроматографии с использованием ДЕАЕ-целлюлозы ДЕ-52 при ступенчатой элюции с использованием линейного градиента соли хлорида аммония 0,01 - 0,16М, отбирают фракции с модифицированной формой триптофанил-тРНК-синтетазы и концентрируют целевой продукт высаливанием сульфатом аммония до достижения 100% насыщения.1. A method of obtaining a modified form of tryptophanyl tRNA synthetase (TRSase), including grinding animal tissue of the pancreas, extraction, separation of the extract from the cake, precipitation and removal of impurity nucleic acids using streptomycin sulfate, reprecipitation of impurities from the supernatant by salting out with ammonium sulfate and stepwise fractionation of the extract, characterized in that at the first stage of fractionation by ion exchange chromatography using DEAE-cellulose DE-52, a step is carried out elution with a buffer solution containing 25 mM Tris-HCl at pH 7.5, 1 mM EDTA, 0.1 mM 2-mercaptoethanol and a stabilized modified form of TRCase in the form of a complex of substrates 0.2 mM L-tryptophan and 1.0 mM Mg -ATP, while the elution is carried out until the optical density reaches no higher than 0.1 pu / ml at 280 nm, after which the impurity proteins are removed with a buffer solution containing 0.09 M NH 4 Cl, after which the purified fraction is washed with a buffer solution containing 0.16 M NH 4 Cl, the resulting mixture is precipitated with ammonium sulfate to achieve 60% saturation, centrifuged, the precipitate is dissolved in a buffer solution containing 0.1 M NH 4 Cl, a protease inhibitor is added to the solution, then the second fractionation step is carried out by ion exchange chromatography using DE-52 DEAE cellulose with stepwise elution using a linear gradient of ammonium chloride salt 0.01 - 0 , 16M, fractions with a modified form of tryptophanyl tRNA synthetase were selected and the target product was concentrated by salting out with ammonium sulfate to achieve 100% saturation. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ингибитора протеаз используют 1 мМ фенилметилсульфонилфторида (ФМСФ) или 5 мМ диизопропилфторфосфата (ДФФ). 2. The method according to claim 1, characterized in that as an inhibitor of proteases using 1 mm phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) or 5 mm diisopropyl fluorophosphate (DFF).
RU2012100197/10A 2012-01-11 2012-01-11 METHOD TO PRODUCE MODIFIED FORM OF TRYPTOPHANYL-tRNA-SYNTHETASE RU2495123C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012100197/10A RU2495123C2 (en) 2012-01-11 2012-01-11 METHOD TO PRODUCE MODIFIED FORM OF TRYPTOPHANYL-tRNA-SYNTHETASE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012100197/10A RU2495123C2 (en) 2012-01-11 2012-01-11 METHOD TO PRODUCE MODIFIED FORM OF TRYPTOPHANYL-tRNA-SYNTHETASE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012100197A RU2012100197A (en) 2013-07-20
RU2495123C2 true RU2495123C2 (en) 2013-10-10

Family

ID=48791428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012100197/10A RU2495123C2 (en) 2012-01-11 2012-01-11 METHOD TO PRODUCE MODIFIED FORM OF TRYPTOPHANYL-tRNA-SYNTHETASE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2495123C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015137881A1 (en) 2014-03-13 2015-09-17 National University Of Singapore Methods of modulating wars2

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100003230A1 (en) * 2004-08-02 2010-01-07 Angiosyn, Inc. tRNA SYNTHETASE FRAGMENTS

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100003230A1 (en) * 2004-08-02 2010-01-07 Angiosyn, Inc. tRNA SYNTHETASE FRAGMENTS

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20963594 - ZENG R. ET ALL. Effect of mini-tyrosyl-tRNA synthetase/mini-tryptophanyl-tRNA synthetase on ischemic angiogenesis in rats: proliferation and migration of endothelial cells. Heart Vessels. 26 (1). 2011. Pp.69-80. L.L. KISSELEV ET ALL. Tryptopfanyl-tRNA synthetase from beef pancreas. Methods in enzymology. V. LIX, 1979, Pp.234-257. S.G. PARK ET ALL. Aminoacyl tRNA synthetases and their connections to disease. Proceedings of the National Academy of Sciences. V.105, N 32, 19.05.2008, Pp. 11043-11049. *
L.L. KISSELEV ET ALL. Tryptopfanyl-tRNA synthetase from beef pancreas. Methods in enzymology. V. LIX, 1979, Pp.234-257. *
S. EPELY, C. GROS ET ALL. Limited proteolysis of tryptophanyl-tRNA sinthetase from beef pancreas. Eur.J.Biochem. V.61, 1976, Pp. 139-146. *
S. EPELY, C. GROS ET ALL. Limited proteolysis of tryptophanyl-tRNA sinthetase from beef pancreas. Eur.J.Biochem. V.61, 1976, Pp. 139-146. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20963594 - *
S.G. PARK ET ALL. Aminoacyl tRNA synthetases and their connections to disease. Proceedings of the National Academy of Sciences. V.105, N 32, 19.05.2008, Pp. 11043-11049. *
ZENG R. ET ALL. Effect of mini-tyrosyl-tRNA synthetase/mini-tryptophanyl-tRNA synthetase on ischemic angiogenesis in rats: proliferation and migration of endothelial cells. Heart Vessels. 26 (1). 2011. Pp.69-80. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012100197A (en) 2013-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220047642A1 (en) Agents for promoting tissue regeneration by recruiting bone marrow mesenchymal stem cells and/or pluripotent stem cells into blood
JP2019501657A (en) Method for expanding replication of somatic cells during in vitro culture process
Drummond et al. On the mechanism of activation of phosphorylase b kinase by calcium
TWI355419B (en) Expression system and method for producing gamma-c
Li et al. The distribution and function characterization of the i type lysozyme from Apostichopus japonicus
Ilian et al. Effect of preslaughter feed withdrawal period on longissimus tenderness and the expression of calpains in the ovine
Ibrahim et al. Purification and characterization of glucose-6-phosphate dehydrogenase from camel liver
Słowińska et al. Isolation, characterization and cDNA sequencing of acrosin from turkey spermatozoa
Noma et al. cDNA cloning and tissue-specific expression of the gene encoding human adenylate kinase isozyme 2
Kawaguchi et al. Purification and gene cloning of Fundulus heteroclitus hatching enzyme: a hatching enzyme system composed of high choriolytic enzyme and low choriolytic enzyme is conserved between two different teleosts, Fundulus heteroclitus and medaka Oryzias latipes
KR20150114947A (en) Method for separating cell from biological tissue
RU2495123C2 (en) METHOD TO PRODUCE MODIFIED FORM OF TRYPTOPHANYL-tRNA-SYNTHETASE
Nemova et al. Proteases of the calpain family: Structure and functions
Schocher et al. Composition of purified mucopeptide from the wall of Aerobacter cloacae
CN106456674B (en) Transgenic porcine islets and their use for the treatment of diabetes
Chen et al. Collagenase digestion down-regulates the density of CD27 on lymphocytes
Kobashi et al. A novel sulfotransferase sulfates tyrosine-containing peptides and proteins
US8017750B2 (en) Haemocoagulase
Moens et al. Polysome-dependent synthesis of embryonic proteins of Artemia salina during cell differentiation and analysis of heme-containing protein
JP2009219383A (en) Psychrophilic bacterium producing collagen degrading enzyme, collagen degrading enzyme, method for producing the same, and method for producing tenderized meat using the enzyme
Chen et al. Molecular cloning of a plasma membrane Ca2+ ATPase (PMCA) from Y-organs of the blue crab (Callinectes sapidus), and determination of spatial and temporal patterns of PMCA gene expression
Kumchantuek et al. Expression and localization of calpain 3 in the submandibular gland of mice
Mezina et al. Isolation of milk-clotting enzyme from transgenic sheep milk and its comparison with calf chymosin
Pradeep et al. Expression analysis of solute carrier (SLC2A) genes in milk derived mammary epithelial cells during different stages of lactation in sahiwal (Bos indicus) cows
ABE et al. Aortic smooth muscle contains guanylate‐cyclase‐coupled 130‐kDa atrial natriuretic factor receptor as predominant receptor form: Spontaneous switching to 60‐kDa C‐receptor upon cell culturing

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140423

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

Effective date: 20150112