RU2614124C9 - Optimized gene encoding recombinant ipfiii protein - Google Patents

Optimized gene encoding recombinant ipfiii protein Download PDF

Info

Publication number
RU2614124C9
RU2614124C9 RU2015141761A RU2015141761A RU2614124C9 RU 2614124 C9 RU2614124 C9 RU 2614124C9 RU 2015141761 A RU2015141761 A RU 2015141761A RU 2015141761 A RU2015141761 A RU 2015141761A RU 2614124 C9 RU2614124 C9 RU 2614124C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protein
recombinant
coli
lambda
cells
Prior art date
Application number
RU2015141761A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2614124C1 (en
Inventor
Муса Рахимович Хаитов
Игорь Георгиевич Сидорович
Игорь Петрович Шиловский
Вагиф Али оглы Гасанов
Александр Федорович Шевалье
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства России (ФГБУ "ГНЦ Институт иммунологии" ФМБА России)
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 учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства России (ФГБУ "ГНЦ Институт иммунологии" ФМБА России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства России (ФГБУ "ГНЦ Институт иммунологии" ФМБА России)
Priority to RU2015141761A priority Critical patent/RU2614124C9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614124C1 publication Critical patent/RU2614124C1/en
Publication of RU2614124C9 publication Critical patent/RU2614124C9/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/555Interferons [IFN]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: nucleotide sequence encoding a recombinant interferon lambda protein is optimized for expression in E. coli cells and cloned into the rET30a plasmid. E. coli BL-30-L cell, intended for interferon lambda recombinant protein production is obtained by transformation of E. coli BL (DE3) cells by rET30a plasmid containing the said nucleic acid. The invention provides a recombinant interferon lambda protein with biological activity of 2.1*109 U/mcmol in MDBK/VSV system.
EFFECT: increased biological activity.
2 cl, 4 dwg, 3 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к получению генетических конструкций, содержащих оптимизированную нуклеотидную последовательность, которая кодирует рекомбинантный белок ИПФIII.The invention relates to the field of biotechnology, in particular to the production of genetic constructs containing an optimized nucleotide sequence that encodes a recombinant protein IPFIII.

Вирусный гепатит С (ВГС) является основной причиной хронических болезней печени, таких как цирроз и гепатоклеточная карцинома. ВГС является одной из основных проблем мирового здравоохранения, около 3% населения планеты страдают хроническим ВГС. В настоящее время терапия ВГС основана на использовании интерферонов I типа, в первую очередь интерферонов альфа 2а и 2b. Однако эффективность лечения не достигает 55%, при применении высоких доз интерферонов альфа часто проявляются побочные действия, что приводит к снижению качества жизни больных и служит причиной вынужденного прерывания курса лечения.Viral hepatitis C (HCV) is a major cause of chronic liver diseases such as cirrhosis and hepatocytic carcinoma. HCV is one of the main problems of world health, about 3% of the world's population suffer from chronic HCV. Currently, HCV therapy is based on the use of type I interferons, primarily interferons alpha 2a and 2b. However, the treatment efficiency does not reach 55%, when using high doses of interferon alfa, side effects are often manifested, which leads to a decrease in the quality of life of patients and causes a forced interruption of treatment.

Одним из методов улучшения терапии ВГС может быть использование других вариантов молекул интерферонов альфа, обладающих повышенной антивирусной активностью.One of the methods for improving the treatment of HCV can be the use of other variants of interferon alpha molecules with increased antiviral activity.

Интерфероны (ИФН) представляют собой группу высокогомологичных белков, продуцирующихся различными типами клеток в ответ на вирусную инфекцию. Все ИФН одинаково эффективно взаимодействуют со своим специфическим рецептором, что запускает каскад реакций, приводящих в итоге к активации большого количества интерферон-чувствительных генов, опосредующих специфические биологические свойства ИФН. Хотя все ИФН имеют различные антивирусные свойства, только ИФН-альфа 2а/b исторически используются для анти-ВГС терапии. Исследования последних лет выявили типы ИФН, менее токсичные, чем ИФН-альфа, в частности ИФН-лямбда. Причем ИФН-лямбда имеет очень высокий анти-ВГС профиль активности.Interferons (IFN) are a group of highly homologous proteins produced by various types of cells in response to a viral infection. All IFN interact equally effectively with their specific receptor, which triggers a cascade of reactions that ultimately lead to the activation of a large number of interferon-sensitive genes mediating the specific biological properties of IFN. Although all IFNs have different antiviral properties, only IFN-alpha 2a / b has historically been used for anti-HCV therapy. Recent studies have revealed types of IFN that are less toxic than IFN-alpha, in particular IFN-lambda. Moreover, IFN-lambda has a very high anti-HCV activity profile.

Природный ген, кодирующий ИФН-лямбда человека, не приспособлен для эффективной экспрессии в Е. coli. Это связано с наличием редко встречающихся в Е. coli кодонов AGG и AGA для аргинина, а также с наличием последовательностей, гомологичных регуляторным участкам генов Е. coli, что приводит к прерыванию трансляции либо инициации трансляции с внутренних участков гена (SD-сайты). Совокупность этих причин приводит к низкой эффективности экспрессии (не более 5%), что не позволяет разработать коммерчески выгодную технологию получения препаратов на основе ИФН-лямбда.The natural gene encoding human IFN-lambda is not adapted for efficient expression in E. coli. This is due to the presence of AGG and AGA codons rarely found in E. coli for arginine, as well as to the presence of sequences homologous to the regulatory regions of E. coli genes, which leads to interruption of translation or translation initiation from internal regions of the gene (SD sites). The combination of these causes leads to low expression efficiency (not more than 5%), which does not allow developing a commercially viable technology for the preparation of preparations based on IFN-lambda.

Наличие неоптимальных для Е. coli кодонов характерно для всех генов, кодирующих интерфероны. Для преодоления этой проблемы используются оптимизированные гены, кодирующие целевые белки. В патенте RU №2354703 описана оптимизированная последовательность гена, кодирующая IL-21 (прототип). Кодоны аминокислот использованы исходя из частоты встречаемости, так, для серина использован кодон AGC, причем даже для стартовой аминокислоты. Опыт заявителя свидетельствует, что для серина нужно брать кодоны ТСТ (как правило) или ТСС. Первые десять кодонов чрезвычайно важны для эффективной экспрессии и заявитель предлагает иной нуклеотидный состав стартового участка.The presence of codons suboptimal for E. coli is characteristic of all genes encoding interferons. Optimized genes encoding target proteins are used to overcome this problem. Patent RU No. 2354703 describes an optimized gene sequence encoding IL-21 (prototype). The amino acid codons are used based on the frequency of occurrence, for example, the AGC codon was used for serine, even for the starting amino acid. The experience of the applicant indicates that for serine, it is necessary to take the TST (usually) or TCC codons. The first ten codons are extremely important for efficient expression and the applicant proposes a different nucleotide composition of the starting site.

Однако для лечения ВГС препараты интерферонов вводятся парентерально. В связи с коротким периодом полувыведения интерфероны необходимо вводить каждый второй день при высоких дозах. Высокие дозы вызывают многочисленные побочные эффекты и приводят к образованию аутоантител. Эти антитела снижают эффективность, а то и заставляют прерывать курс лечения. Общий процент схода при ИФН-терапии ВГС чрезвычайно высок. Необходимо было разработать методы, увеличивающие время жизни интерферона в цитоплазме. Это достижимо путем увеличения физического объема (гидродинамического радиуса) для замедления процессов фильтрации из плазмы крови сквозь поры почечных канальцев. Укрупнение молекулы возможно путем создания нуклеотидных последовательностей, кодирующих интерферон и молекулу-стабилизатор. Такими молекулами могут быть долгоживущие белки крови человека или искусственные полипептидные молекулы, как правило, состоящие из заряженных аминокислот и остатков серина с глицином.However, for the treatment of HCV, interferon preparations are administered parenterally. Due to the short half-life, interferons must be administered every second day at high doses. High doses cause numerous side effects and lead to the formation of autoantibodies. These antibodies reduce the effectiveness, or even force to interrupt the course of treatment. The overall percentage of withdrawal from IFN therapy for HCV is extremely high. It was necessary to develop methods that increase the lifetime of interferon in the cytoplasm. This is achievable by increasing the physical volume (hydrodynamic radius) to slow down the filtration processes from blood plasma through the pores of the renal tubules. Molecular enlargement is possible by creating nucleotide sequences encoding interferon and a stabilizing molecule. Such molecules can be long-lived human blood proteins or artificial polypeptide molecules, usually consisting of charged amino acids and serine residues with glycine.

Поэтому задачей изобретения было разработка рекомбинантного белка интерферона лямбда для терапии ВГС, что позволит преодолеть недостатки существующих препаратов интерферонов альфа.Therefore, the objective of the invention was the development of a recombinant interferon lambda protein for the treatment of HCV, which will overcome the disadvantages of existing interferon alpha drugs.

Заявителем разработана и получена нуклеиновая кислота, кодирующая рекомбинантный белок интерферон лямбда, представленный SEQ ID NO: 2, и характеризующаяся нуклеотидной последовательностью с SEQ ID NO: 1. А также Клетка Е. coli BL-30-L для продукции рекомбинантного белка интерферона лямбда с SEQ ID NO: 2, полученная путем трансформации клеток E. coli BL(DE3) плазмидой рЕТ30а, содержащей нуклеиновую кислоту по п. 1.Applicant has developed and prepared a nucleic acid encoding a recombinant interferon lambda protein represented by SEQ ID NO: 2 and characterized by a nucleotide sequence with SEQ ID NO: 1. As well as an E. coli BL-30-L Cell for the production of a recombinant lambda interferon protein with SEQ ID NO: 2 obtained by transforming E. coli BL (DE3) cells with plasmid pET30a containing the nucleic acid of claim 1.

Нуклеотидная последовательность клонирована в плазмиду рЕТ30а, в результате получена рекомбинантная плазмида p30-L. Рекомбинантной плазмидой p30-L были трансформированы клетки Е. coli штамма BL21(DE3), получен стабильный штамм-продуцент Е. coli BL-30-L.The nucleotide sequence was cloned into plasmid pET30a, resulting in the recombinant plasmid p30-L. Recombinant plasmid p30-L was used to transform E. coli cells of strain BL21 (DE3), and a stable producer strain of E. coli BL-30-L was obtained.

Технический результат заявленного изобретения заключается в том, полученная генетическая конструкция - нуклеиновая кислота, представленная SEQ ID NO: 1, позволяет эффективно синтезировать в клетках E. coli рекомбинантный белок интерферон лямбда с SEQ ID NO: 2, обладающий противовирусной активностью, в количестве более 30% от суммарного клеточного белка.The technical result of the claimed invention is that the obtained genetic construct, the nucleic acid represented by SEQ ID NO: 1, allows efficient synthesis of the recombinant interferon lambda protein with SEQ ID NO: 2 with antiviral activity in an amount of more than 30% in E. coli cells from total cellular protein.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1. Электрофорез клонов E. coli BL21(DE3), трансформированных плазмидой р30-L после индукции. Стрелкой отмечен целевой продукт - рекомбинантный лямбда человека. Трек 1 - соответствует штамму-продуценту BL-30-L.FIG. 1. Electrophoresis of E. coli BL21 (DE3) clones transformed with p30-L plasmid after induction. The arrow indicates the target product - recombinant human lambda. Track 1 - corresponds to the producer strain BL-30-L.

Фиг. 2. Хроматографический профиль прохождения рекомбинантного белка лямбда через SP-Sepharose. Мажорный пик соответствует выходу рекомбинантного белка лямбда.FIG. 2. Chromatographic profile of the passage of the recombinant lambda protein through SP-Sepharose. The major peak corresponds to the yield of the recombinant lambda protein.

Фиг. 3. Хроматографический профиль элюции рекомбинантного белка лямбда с аналитической колонки Kromasil 300-5С18.FIG. 3. Chromatographic profile of elution of the recombinant lambda protein from the Kromasil 300-5C18 analytical column.

Фиг. 4. Электрофорез клеточных лизатов, проведенных ферментаций. Треки 1 - стандарты молекулярных весов, треки 2-9 соответствуют ферментациям 1-8. Стрелкой отмечено положение рекомбинантного белка интерферона лямбда в геле.FIG. 4. Electrophoresis of cell lysates by fermentation. Tracks 1 - molecular weight standards, tracks 2-9 correspond to fermentations 1-8. The arrow indicates the position of the recombinant interferon lambda protein in the gel.

ИЗОБРЕТЕНИЕ ИЛЛЮСТРИРУЮТ ПРИМЕРЫTHE INVENTION EXAMPLES EXAMPLES

ПРИМЕР 1. ОПТИМИЗАЦИЯ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИEXAMPLE 1. OPTIMIZATION OF A NUCLEOTIDE SEQUENCE

Кодоны нуклеотидной последовательности, кодирующей рекомбинантный белок лямбда, были оптимизированы для экспрессии в клетках Е. coli путем замены на кодоны, часто встречаемые в геноме Е. coli K12. Частота использования кодонов в геноме Е. coli взята из: Y Nakamura, K Wada, Y Wada, Н Doi, S Kanaya, T Gojobori, and T Ikemura. Codon usage tabulated from the international DNA sequence databases. Nucleic Acids Res. 1996 Jan 1; 24(1): 214-215.The codons of the nucleotide sequence encoding the recombinant lambda protein have been optimized for expression in E. coli cells by substituting codons often found in the E. coli K12 genome. The frequency of codon usage in the E. coli genome is taken from: Y Nakamura, K Wada, Y Wada, H Doi, S Kanaya, T Gojobori, and T Ikemura. Codon usage tabulated from the international DNA sequence databases. Nucleic Acids Res. 1996 Jan 1; 24 (1): 214-215.

Дополнительно часть кодонов CTG, кодирующих лейцин, была заменены на кодоны ТТА или TTG, все кодоны AGC, кодирующие серин, были заменены на кодоны ТСТ или ТСС. Замены были введены для того, чтобы ликвидировать внутренние SD-сайты. Разработанная оптимизированная нуклеотидная последовательность представлена SEQ ID NO: 1.Additionally, part of the CTG codons encoding leucine was replaced by TTA or TTG codons, all AGC codons encoding serine were replaced by TTC or TCC codons. Substitutions were introduced in order to eliminate internal SD sites. The developed optimized nucleotide sequence is represented by SEQ ID NO: 1.

ПРИМЕР 2. ПОЛУЧЕНИЕ ПЛАЗМИДЫ P30-LEXAMPLE 2. OBTAINING PLASMID P30-L

Оптимизированную нуклеотидную последовательность, кодирующую рекомбинантный белок лямбда, гидролизовали ферментами рестрикции NdeI и HindIII. Коммерческую плазмиду рЕТ30а также гидролизовали ферментами рестрикции NdeI и HindIII. Продукты гидролиза разделяли с помощью электрофореза в 1%-ном агарозе, продукты выделяли из геля, объединяли и лигировали с помощью Т4 ДНК-лигазы. Лигазной смесью трансформировали клетки XL-1, высевали на чашку Петри и инкубировали 16 часов при 37 С. Выросшие клоны анализировали на присутствие целевой плазмиды методом ПЦР. Клоны, содержащие рекомбинантную плазмиду, выращивали, из полученной биомассы выделяли целевой продукт - плазмиду р30-L.The optimized nucleotide sequence encoding the recombinant lambda protein was hydrolyzed by the restriction enzymes NdeI and HindIII. The commercial plasmid pET30a was also hydrolyzed with the restriction enzymes NdeI and HindIII. The hydrolysis products were separated by electrophoresis in 1% agarose, the products were isolated from the gel, combined and ligated with T4 DNA ligase. XL-1 cells were transformed with a ligase mixture, plated on a Petri dish and incubated for 16 hours at 37 ° C. The grown clones were analyzed for the presence of the target plasmid by PCR. Clones containing the recombinant plasmid were grown, and the target product, plasmid p30-L, was isolated from the obtained biomass.

ПРИМЕР 3. ПОЛУЧЕНИЕ ШТАММА-ПРОДУЦЕНТАEXAMPLE 3. PRODUCTION STRAIN PRODUCTION

Плазмидой р30-L трансформировали клетки Е. coli штамма BL21(DE3), высевали на чашку Петри и инкубировали 16 часов при 37°С. Выросшие клоны анализировали на экспрессию целевого белка методом электрофореза в ПААГ. Клоны, экспрессирующие наибольшее количество белка (Фиг. 1), были отобраны как штамм-продуцент BL-30-L. Клетки штаммов-продуцентов выращивали и хранили при -70°С.Plasmid p30-L transformed E. coli cells of strain BL21 (DE3), seeded on a Petri dish and incubated for 16 hours at 37 ° C. The grown clones were analyzed for expression of the target protein by electrophoresis in SDS page. Clones expressing the highest amount of protein (Fig. 1) were selected as the producer strain BL-30-L. Cells of producer strains were grown and stored at -70 ° C.

ПРИМЕР 4. ВЫДЕЛЕНИЕ РЕКОМБИНАНТНОГО БЕЛКАEXAMPLE 4. ISOLATION OF RECOMBINANT PROTEIN

Клетки штамма-продуцента пересевали в культуральную колбу с 200 мл LB, содержащим 25 мг/мл канамицина. Культура выращивалась на шейкере при 280 об/мин при температуре 37°С до достижения оптической плотности значения OD585=0,8E. Индукция экспрессии белка проводилась добавлением IPTG до концентрации 1 mM. Культура дополнительно культивировалась 4 часа, далее клетки осаждались центрифугированием при 5000 g. Осадок клеток лизировали в 8М мочевине и обрабатывали на ультразвуковом дезинтеграторе. Лизат клеток центрифугировали при 20000 g 2 часа. Супернатант фильтровали через колонку с Q-Sepharose. Фракцию, не связавшуюся с данным сорбентом, хроматографировали на SP-Sepharose в градиенте NaCl (стартовый буфер: 20 mM TrisHCl рН 6.8, 20 mM NaCl, итоговый буфер 20 mM TrisHCl рН 6.8, 400 mM NaCl). Хроматографический профиль представлен на Фиг. 2. Фракции, содержащие целевой продукт, объединяли и диализовали в 10 mM уксусную кислоту. Чистоту продукта анализировали методом ВЭЖХ (Фиг. 3). Биологическая активность выделенного рекомбинантного белка интерферона лямбда в системе MDBK/VSV составила 2,1*109 Ед/мкмоль. Последовательность рекомбинантного белка интерферона лямбда представлена SEQ ID NO: 2.The cells of the producer strain were subcultured into a culture flask with 200 ml LB containing 25 mg / ml kanamycin. The culture was grown on a shaker at 280 rpm at 37 ° C until the optical density reached OD585 = 0.8E. Protein expression was induced by the addition of IPTG to a concentration of 1 mM. The culture was additionally cultured for 4 hours, then the cells were precipitated by centrifugation at 5000 g. Cell pellet was lysed in 8M urea and processed on an ultrasonic disintegrator. The cell lysate was centrifuged at 20,000 g for 2 hours. The supernatant was filtered through a Q-Sepharose column. The fraction that did not bind to this sorbent was chromatographed on SP-Sepharose in a NaCl gradient (start buffer: 20 mM TrisHCl pH 6.8, 20 mM NaCl, final buffer 20 mM TrisHCl pH 6.8, 400 mM NaCl). The chromatographic profile is shown in FIG. 2. Fractions containing the desired product were combined and dialyzed in 10 mM acetic acid. The purity of the product was analyzed by HPLC (Fig. 3). The biological activity of the isolated recombinant interferon lambda protein in the MDBK / VSV system was 2.1 * 10 9 U / μmol. The sequence of the recombinant lambda interferon protein is represented by SEQ ID NO: 2.

ПРИМЕР 5. Анализ наличия рекомбинантного белка интерферона лямбда в культурах клетокEXAMPLE 5. Analysis of the presence of a recombinant protein interferon lambda in cell cultures

По итогам измеряли оптическую плотность культуральной среды и массу бактериальных клеток после центрифугирования. Полученные результаты отражены в таблице 1.According to the results, the optical density of the culture medium and the mass of bacterial cells after centrifugation were measured. The results are shown in table 1.

Наличие и количество рекомбинантного белка интерферона лямбда определяли методом электрофореза в ПААГ. На рисунке 13 представлены гели после проведенного электрофореза всех ферментаций. Наносились клетки, находящиеся в 10 мкл культуры. На фиг. 4 видна однородность белкового спектра во всех ферментациях, кроме ферментации №4 (трек №5). Биомасса данной ферментации не использовалась для дальнейших работ. Биомассы ферментаций 1-3 и 5-8 (треки 2-4 и 6-9) были объединены. Согласно оценке общего количества рекомбинантного белка интерферона лямбда можно сделать заключение, что его масса (до начала хроматографической очистки и рефолдинга) составляет 2,23 г (9% по массе от высушенной биомассы согласно данным электрофореза). Получают рекомбинантный белок не менее 95%-ной электрофоретической чистоты. Эффективность экспрессии рекомбинантного белка с SEQ ID NO: 2 составила более 30%.The presence and amount of the recombinant lambda interferon protein was determined by electrophoresis in SDS page. Figure 13 shows the gels after electrophoresis of all fermentations. Applied cells located in 10 μl of culture. In FIG. 4 shows the homogeneity of the protein spectrum in all fermentations, except fermentation No. 4 (track No. 5). The biomass of this fermentation was not used for further work. Fermentation biomasses 1-3 and 5-8 (tracks 2-4 and 6-9) were combined. According to an estimate of the total amount of the recombinant lambda interferon protein, we can conclude that its mass (before chromatographic purification and refolding) is 2.23 g (9% by weight of dried biomass according to electrophoresis). A recombinant protein of at least 95% electrophoretic purity is obtained. The expression efficiency of the recombinant protein with SEQ ID NO: 2 was more than 30%.

ПРИМЕР 6. Методика оценки противовирусной активности рекомбинантного белка интерферона лямбдаEXAMPLE 6. Methodology for assessing the antiviral activity of the recombinant protein interferon lambda

Оценка противовирусной активности рекомбинантного белка интерферона лямбда осуществлялась с использованием вируса везикулярного стоматита (VSV) штамм indiana. VSV является представителем семейства Rhabdoviridae рода Vesiculovirus и имеет РНК геном отрицательной полярности размером 11 т.п.н., который кодирует пять структурных белков: нуклеокапсида (N), фосфопротеина (Р), матриксный белок (М), гликопротеин (G) и большой полимеразный белок (L). Существуют два серотипа VSV Нью-Джерси (VSV-NJ) и Индиана (VSV-I). Имеются некоторые клинические различия между серотипами; Нью-Джерси в целом производит более тяжелые клинические изменения и имеет более короткий инкубационный период. Поэтому VSV-I является удобной и безопасной моделью для изучения противовирусных свойств различных препаратов.The antiviral activity of the recombinant lambda interferon protein was evaluated using the vesicular stomatitis virus (VSV) strain indiana. VSV is a member of the family Rhabdoviridae of the genus Vesiculovirus and has an 11 kb RNA gene of negative polarity that encodes five structural proteins: nucleocapsid (N), phosphoprotein (P), matrix protein (M), glycoprotein (G) and large polymerase protein (L). There are two serotypes of VSV New Jersey (VSV-NJ) and Indiana (VSV-I). There are some clinical differences between serotypes; New Jersey generally produces more severe clinical changes and has a shorter incubation period. Therefore, VSV-I is a convenient and safe model for studying the antiviral properties of various drugs.

Для оценки противовирусных свойств полученного рекомбинантного белка клетки линии MDBK (клетки эмбриональной почки быка) засевались в 96-луночный планшет в количестве 1×104 кл/лун в 100 мкл полной среды ДМЕМ (Gibco) с последующим инкубированием при 37°С в 5% CO2 атмосфере до образования монослоя (примерно 1 сут). Полная среда ДМЕМ была заменена на 100 мкл поддерживающей среды ДМЕМ, содержащей исследуемые препараты в различных концентрациях (восемь двоичных разведений).To assess the antiviral properties of the obtained recombinant protein, MDBK cells (bovine fetal kidney cells) were seeded in a 96-well plate in an amount of 1 × 104 cells / well in 100 μl of complete DMEM medium (Gibco), followed by incubation at 37 ° C in 5% CO 2 atmosphere until a monolayer is formed (approximately 1 day). The complete DMEM medium was replaced with 100 μl of DMEM support medium containing the studied preparations at various concentrations (eight binary dilutions).

В качестве положительного контроля использовали восемь двоичных разведений коммерческого IFN-I (с 1:1×105 по 1:128×105) и коммерческого препарата IL-29 человека (R&D). В качестве отрицательного контроля использовали соответствующие концентрации сывороточного альбумина человека (HSA), а также поддерживающую среду ДМЕМ без добавления каких-либо препаратов. Далее клетки с исследуемыми препаратами и контрольными образцами инкубировались при 37°С в 5% CO2 атмосфере в течение 1 сут. Затем в каждую лунку было добавлено 100 ЛД50 вируса VSV с последующим инкубированием при 37°С в 5% CO2 атмосфере в течение 1 сут до появления цитопатического эффекта. Цитопатическое действие VSV оценивалось с помощью световой микроскопии.Eight binary dilutions of commercial IFN-I (from 1: 1 × 105 to 1: 128 × 10 5 ) and commercial preparation of human IL-29 (R&D) were used as a positive control. As a negative control, appropriate concentrations of human serum albumin (HSA) were used, as well as DMEM support medium without the addition of any drugs. Next, cells with the studied drugs and control samples were incubated at 37 ° C in 5% CO 2 atmosphere for 1 day. Then, 100 LD50 of VSV virus was added to each well, followed by incubation at 37 ° C in 5% CO 2 atmosphere for 1 day until the cytopathic effect appeared. The cytopathic effect of VSV was evaluated using light microscopy.

Протективное действие препаратов оценивалось в сравнении с контрольными образцами: IFN-I, IL-29, которые обладают доказанными противовирусными эффектами. Противовирусная активность препаратов (ЕС50) выражалась как концентрация препарата, обеспечивающая 50%-ный протективный эффект и рассчитывалась по формуле Спирмена-Кербера:The protective effect of the drugs was evaluated in comparison with the control samples: IFN-I, IL-29, which have proven antiviral effects. The antiviral activity of the drugs (EC50) was expressed as the concentration of the drug, providing a 50% protective effect and was calculated according to the Spearman-Kerber formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где ЕС50 - концентрация препарата, оказывающая 50%-ный противовирусный эффект;where EC50 is the concentration of the drug, which has a 50% antiviral effect;

Dmax - двоичный логарифм разведения, выше которого произошла 100%-ная защита;Dmax is the binary logarithm of dilution, above which 100% protection has occurred;

d - двоичный логарифм шага разведения (1 в случае двоичного титрования);d is the binary logarithm of the dilution step (1 in the case of binary titration);

n - количество лунок на каждую дозу препарата (4);n is the number of holes for each dose of the drug (4);

p - количество лунок, давших защиту в Dmax и в последующих разведениях.p is the number of wells that provided protection in Dmax and in subsequent dilutions.

Противовирусная активность препаратов рекомбинантного белка интерферона лямбдаAntiviral activity of preparations of the recombinant protein interferon lambda

Первоначально был проведен скрининг 73 полученных образцов и с использованием модели MDBK/VSV была рассчитана протективная концентрация ЕС50. Как оказалось, 19 из 73 препаратов обладали выраженной противовирусной активностью (отмечено серым цветом в таблице 2). Значения ЕС50 для рекомбинантного белка интерферона лямбда варьировали от 1,5 до менее чем 0,4 нг/мл, что значительно больше, чем коммерческий препарат сравнения IL-29.Initially, 73 samples were screened and the protective concentration of EC50 was calculated using the MDBK / VSV model. As it turned out, 19 of 73 drugs had a pronounced antiviral activity (marked in gray in table 2). EC50 values for the recombinant lambda interferon protein ranged from 1.5 to less than 0.4 ng / ml, which is significantly larger than the commercial comparison drug IL-29.

После проведения первичного скрининга 73 полученных образцов из 19 активных вариантов для более детального изучения было отобрано 14. Были проведены дополнительные эксперименты и рассчитана ЕС50 для каждого из вариантов (таблица 3). Для большинства препаратов, за исключением «7-4», значения ЕС50 находились в пределах ≈ 500 пг/мл, в то время как для препарата сравнения IL-29 ЕС50=66,5 нг/мл. Таким образом, можно заключить, что полученный рекомбинантный белок лямбда с SEQ ID NO: 2 на модели MDBK/VSV по своей противовирусной активности не уступает аналогичным коммерческим препаратам сравнения.After the initial screening of 73 obtained samples from 19 active variants, 14 were selected for a more detailed study. Additional experiments were conducted and the EC50 was calculated for each of the variants (table 3). For most drugs, with the exception of “7-4,” the EC50 values were in the range of ≈ 500 pg / ml, while for the comparison drug IL-29 EC50 = 66.5 ng / ml. Thus, we can conclude that the obtained recombinant lambda protein with SEQ ID NO: 2 in the MDBK / VSV model is not inferior in its antiviral activity to similar commercial comparison drugs.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

--->--->

Перечень последовательностейSequence listing

<110> ФГБУ "ГНЦ Институт иммунологии" ФМБА России<110> FSBI "SSC Institute of Immunology" FMBA of Russia

<120> «ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ ГЕН, КОДИРУЮЩИЙ РЕКОМБИНАНТНЫЙ БЕЛОК ИПФIII»<120> "OPTIMIZED GENE CODING RECOMBINANT PROTEIN IPFIII"

<160> NUMBER OF SEQ ID NOS: 2<160> NUMBER OF SEQ ID NOS: 2

<210> SEQ ID NO 1<210> SEQ ID NO 1

<211> 1126<211> 1126

<212> DNA<212> DNA

<213> artificial<213> artificial

<400> SEQUENCE 1:<400> SEQUENCE 1:

CATATGTGTGATCTGCCGCAGACCCATTCTCTGGGTAACCGTCGTGCACTGATCCTCTTGGCTCAGAT GCGCGTAAAACAAATTGAATCTAAAACTAAATTCCAAGAAGCATTAGATGCTGCAGGTGATAAACTGG TGGTTGTGGATTTCTCTGCAACCTGGTGCGGTCCGTGCAAGATGATCAAACCGTTCTTTCACTCTGCA TCTGAGAAATACTCCAACGTGATCTTCCTGGAAGATGTTGACGATTGCCAGGATGTTGCATCTGAGTG CGAAGTGAAATGCATGCCGACCTTCCAGTTCTTCAAGAAAGGTCAGAAAGTTGGCGAGTTCTCTGGTG CTAACAAAGAGAAGCTGGAAGCGACCATCAACGAACTGGTTGGTGGTTCTGGCGGTTCCAAAGGTGGC GGTTCCGGTGGTGGTAAATCTAAAGGCGGTGGCAGCGGTGGCTTGAAACTCCTGAAGTCCAAAGGTAG CTCTGGCGGCAGCGGTAAAGGTTCCGGCAAAGGTTCCAAAGGTGGTGGTTCCCACCACCACCATCACC ACGGTAGCGGCGGCTCTGGTTCCGGTAGCGGATCCCCAGTTCCGACTTCTAAACCGACTACCACTGGC AAAGGCTGCCACATCGGTCGTTTCAAATCTCTGTCTCCACAAGAACTGGCATCTTTCAAGAAAGCTCG TGATGCACTGGAAGAGTCTCTGAAACTGAAAAACTGGTCTTGTTCCTCTCCAGTGTTCCCAGGCAACT GGGATCTGCGTCTCTTGCAGGTTCGTGAACGTCCGGTGGCACTGGAAGCTGAGTTGGCACTGACTCTC AAAGTGCTGGAGGCTGCAGCTGGTCCAGCACTGGAAGATGTGCTCGATCAGCCGCTGCATACTCTGCA CCATATCCTGTCTCAGCTCCAAGCTTGCATCCAGCCGCAACCAACTGCAGGTCCACGTCCGCGCGGTC GTCTGCACCATTGGTTGCATCGTCTGCAGGAAGCTCCGAAGAAAGAGTCTGCAGGCTGCTTGGAAGCA TCTGTGACCTTCAACCTGTTTCGTCTGCTGACTCGTGATCTCAAATACGTGGCAGATGGTAACCTGTG CTTGCGCACCTCTACTCATCCAGAGTCTACTTAAGCTT CATATGTGTGATCTGCCGCAGACCCATTCTCTGGGTAACCGTCGTGCACTGATCCTCTTGGCTCAGAT GCGCGTAAAACAAATTGAATCTAAAACTAAATTCCAAGAAGCATTAGATGCTGCAGGTGATAAACTGG TGGTTGTGGATTTCTCTGCAACCTGGTGCGGTCCGTGCAAGATGATCAAACCGTTCTTTCACTCTGCA TCTGAGAAATACTCCAACGTGATCTTCCTGGAAGATGTTGACGATTGCCAGGATGTTGCATCTGAGTG CGAAGTGAAATGCATGCCGACCTTCCAGTTCTTCAAGAAAGGTCAGAAAGTTGGCGAGTTCTCTGGTG CTAACAAAGAGAAGCTGGAAGCGACCATCAACGAACTGGTTGGTGGTTCTGGCGGTTCCAAAGGTGGC GGTTCCGGTGGTGGTAAATCTAAAGGCGGTGGCAGCGGTGGCTTGAAACTCCTGAAGTCCAAAGGTAG CTCTGGCGGCAGCGGTAAAGGTTCCGGCAAAGGTTCCAAAGGTGGTGGTTCCCACCACCACCATCACC ACGGTAGCGGCGGCTCTGGTTCCGGTAGCGGATCCCCAGTTCCGACTTCTAAACCGACTACCACTGGC AAAGGCTGCCACATCGGTCGTTTCAAATCTCTGTCTCCACAAGAACTGGCATCTTTCAAGAAAGCTCG TGATGCACTGGAAGAGTCTCTGAAACTGAAAAACTGGTCTTGTTCCTCTCCAGTGTTCCCAGGCAACT GGGATCTGCGTCTCTTGCAGGTTCGTGAACGTCCGGTGGCACTGGAAGCTGAGTTGGCACTGACTCTC AAAGTGCTGGAGGCTGCAGCTGGTCCAGCACTGGAAGATGTGCTCGATCAGCCGCTGCATACTCTGCA CCATATCCTGTCTCAGCTCCAAGCTTGCATCCAGCCGCAACCAACTGCAGGTCCACGTCCGCGCGGTC GTCTGCACCATTGGTTGCATCGTCTGCAGGAAGCTCCGAAGAAAGAGTCTGCAGGCTGCTTGGAAGCA TCTGTGACCTTCAACCTGTTTCGTCTGCTGACTCGTGATCTCAAATACGTGGCAGATGGTAACCTGTG CTTGCGCACCTCTACTCATCCAGAGTCTACTTAAGCTT

<210> SEQ ID NO 2<210> SEQ ID NO 2

<211> 372<211> 372

<212> AA (amino acid)<212> AA (amino acids)

<213> artificial<213> artificial

<400> SEQUENCE 2:<400> SEQUENCE 2:

MCDLPQTHSLGNRRALILLAQMRVKQIESKTKFQEALDAAGDKLVVVDFSATWCGPCKMIKPFFHSAS EKYSNVIFLEDVDDCQDVASECEVKCMPTFQFFKKGQKVGEFSGANKEKLEATINELVGGSGGSKGGG SGGGKSKGGGSGGLKLLKSKGSSGGSGKGSGKGSKGGGSHHHHHHGSGGSGSGSGSPVPTSKPTTTGK GCHIGRFKSLSPQELASFKKARDALEESLKLKNWSCSSPVFPGNWDLRLLQVRERPVALEAELALTLK VLEAAAGPALEDVLDQPLHTLHHILSQLQACIQPQPTAGPRPRGRLHHWLHRLQEAPKKESAGCLEAS VTFNLFRLLTRDLKYVADGNLCLRTSTHPEST MCDLPQTHSLGNRRALILLAQMRVKQIESKTKFQEALDAAGDKLVVVDFSATWCGPCKMIKPFFHSAS EKYSNVIFLEDVDDCQDVASECEVKCMPTFQFFKKGQKVGEFSGANKEKLEATINELVGGSGGSKGGG SGGGKSKGGGSGGLKLLKSKGSSGGSGKGSGKGSKGGGSHHHHHHGSGGSGSGSGSPVPTSKPTTTGK GCHIGRFKSLSPQELASFKKARDALEESLKLKNWSCSSPVFPGNWDLRLLQVRERPVALEAELALTLK VLEAAAGPALEDVLDQPLHTLHHILSQLQACIQPQPTAGPRPRGRLHHWLHRLQEAPKKESAGCLEAS VTFNLFRLLTRDLKYVADGNLCLRTSTHPEST

<---<---

Claims (2)

1. Нуклеиновая кислота, кодирующая рекомбинантный белок интерферона лямбда, представленный SEQ ID NO: 2, и характеризующаяся нуклеотидной последовательностью SEQ ID NO: 1.1. A nucleic acid encoding a recombinant lambda interferon protein represented by SEQ ID NO: 2 and characterized by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. 2. Клетка Е. coli BL-30-L для продукции рекомбинантного белка интерферона лямбда с SEQ ID NO: 2, полученная путем трансформации клеток E. coli BL(DE3) плазмидой рЕТ30а, содержащей нуклеиновую кислоту по п. 1.2. An E. coli BL-30-L cell for the production of a recombinant interferon lambda protein with SEQ ID NO: 2 obtained by transforming E. coli BL (DE3) cells with plasmid pET30a containing the nucleic acid of claim 1.
RU2015141761A 2015-10-01 2015-10-01 Optimized gene encoding recombinant ipfiii protein RU2614124C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141761A RU2614124C9 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Optimized gene encoding recombinant ipfiii protein

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141761A RU2614124C9 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Optimized gene encoding recombinant ipfiii protein

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2614124C1 RU2614124C1 (en) 2017-03-22
RU2614124C9 true RU2614124C9 (en) 2020-04-22

Family

ID=58453088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015141761A RU2614124C9 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Optimized gene encoding recombinant ipfiii protein

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614124C9 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760585C1 (en) * 2020-12-28 2021-11-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Strain of escherichia coli bacteria - producer of il-29 recombinant protein

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2354703C2 (en) * 2002-12-13 2009-05-10 Займодженетикс, Инк. Producing il-21 in prokaryotic host cells
US20110104752A1 (en) * 2008-03-14 2011-05-05 Merck Serono S.A. Variation of Recombinant Expression Titres By Optimising Bacterial Ribosome Binding Sites
RU2012127176A (en) * 2012-06-29 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства (ФГБУ "ГНЦ Институт иммунологии" ФМБА России) METHOD FOR CLEANING RECOMBINANT PROTEIN OF INTERFERON-LIKE FACTOR TYPE III

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2354703C2 (en) * 2002-12-13 2009-05-10 Займодженетикс, Инк. Producing il-21 in prokaryotic host cells
US20110104752A1 (en) * 2008-03-14 2011-05-05 Merck Serono S.A. Variation of Recombinant Expression Titres By Optimising Bacterial Ribosome Binding Sites
RU2012127176A (en) * 2012-06-29 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр "Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства (ФГБУ "ГНЦ Институт иммунологии" ФМБА России) METHOD FOR CLEANING RECOMBINANT PROTEIN OF INTERFERON-LIKE FACTOR TYPE III

Also Published As

Publication number Publication date
RU2614124C1 (en) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2515308B2 (en) Human immune interferon
RU2351651C2 (en) Isolated recombinant influenza virus and methods of production
US11946084B2 (en) Fusion protein comprising a Pab1 element and an eIF4G element and use of the fusion protein for improving protein synthesis
JP2023015347A (en) Production of seleno-biologics in genomically recoded organisms
Bis et al. High yield soluble bacterial expression and streamlined purification of recombinant human interferon α-2a
US7037685B2 (en) DNA encoding loypeptides having interferon-γ inducing activity
Wang et al. Efficient preparation and PEGylation of recombinant human non-glycosylated erythropoietin expressed as inclusion body in E. coli
Jeong et al. Soluble expression and partial purification of recombinant human erythropoietin from E. coli
JP2011083292A (en) Modulation of protein function by spatial configuration
RU2614124C9 (en) Optimized gene encoding recombinant ipfiii protein
Guan et al. Use of aqueous two-phase systems in the purification of human interferon-α1 from recombinant Escherichia coli
CN111848814B (en) Recombinant porcine IL-29 fusion protein and preparation method and application thereof
CN107034201B (en) Antiviral effect of apparent modification enzyme SETD2 and application thereof
Yang et al. Expression and purification of Canis interferon α in Escherichia coli using different tags
Li et al. On-column refolding purification and characterization of recombinant human interferon-λ1 produced in Escherichia coli
Li et al. Purification and characterization of recombinant human interleukin-29 expressed in Escherichia coli
Rao et al. A purification method for improving the process yield and quality of recombinant human granulocyte colony‐stimulating factor expressed in Escherichia coli and its characterization
JP2007530448A (en) Method for purifying interferon-β
CN109776653B (en) Human serum albumin adhesion peptide and application thereof
RU2620073C2 (en) Optimized recombinant protein encoding gene - human interferon alpha-17 analog
CN108840934B (en) Recombinant sheep long-acting interferon tau, fusion protein for preparing long-acting interferon tau and preparation method of fusion protein
EP4114441A2 (en) Designed il-2 variants
CN102443055B (en) A kind of purifying process of recombinant soluble human TRAIL
JPH02273193A (en) Recombinant interleukin-2 fused proteins
Pyo et al. A large-scale purification of recombinant histone H1. 5 from Escherichia coli

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification