RU2656140C2 - Method for obtaining a hybrid protein containing a fused protein analogue of an interferon gamma conjugated with oligosaccharide - Google Patents

Method for obtaining a hybrid protein containing a fused protein analogue of an interferon gamma conjugated with oligosaccharide Download PDF

Info

Publication number
RU2656140C2
RU2656140C2 RU2016144507A RU2016144507A RU2656140C2 RU 2656140 C2 RU2656140 C2 RU 2656140C2 RU 2016144507 A RU2016144507 A RU 2016144507A RU 2016144507 A RU2016144507 A RU 2016144507A RU 2656140 C2 RU2656140 C2 RU 2656140C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oligosaccharide
interferon gamma
protein
analogue
recombinant
Prior art date
Application number
RU2016144507A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016144507A (en
RU2016144507A3 (en
Inventor
Александр Игоревич Мартынов
Михаил Николаевич Санков
Вагиф Али оглы Гасанов
Александр Федорович Шевалье
Александр Алексеевич Власов
Игорь Петрович Шиловский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства 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 filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научный центр Институт иммунологии" Федерального медико-биологического агентства России
Priority to RU2016144507A priority Critical patent/RU2656140C2/en
Publication of RU2016144507A publication Critical patent/RU2016144507A/en
Publication of RU2016144507A3 publication Critical patent/RU2016144507A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2656140C2 publication Critical patent/RU2656140C2/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/19Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • A61K38/21Interferons [IFN]
    • A61K38/217IFN-gamma
    • 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]
    • C07K14/57IFN-gamma

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: method comprises conjugating an interferon gamma fused analogue represented by the sequence of SEQ ID NO: 1, with an oligosaccharide-type polymer D3000-7 (Sa-Sp)-(Sp-M) having the structure shown in Fig. 8, where D3000 is the dialdehyde dextran, (Sa-Sp) - Neu5Ac-Lactose-N(CH)-CH(2)-CH(2)-NH(2), (Sp-M) - Maleimide-CH(2)-NH(2), purification of the resulting conjugated interferon gamma fused analogue protein of unconjugated components by the HPLC method with the Sephacryl S400 gel filtration sorbent with the yield of the final product containing impurities not more than 1.2% of the total product mass.
EFFECT: method for producing a fusion protein based on a interferon gamma fused analogue having antiviral activity is proposed.
1 cl, 16 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способу получения гибридного белка на основе рекомбинантного аналога интерферона гамма для лечения герпесвирусной инфекции за счет конъюгации рекомбинантного аналога гамма интерферона с полимером олигосахаридной природы.The invention relates to the field of biotechnology, in particular to a method for producing a hybrid protein based on a recombinant analog of gamma interferon for the treatment of herpes virus infection by conjugation of a recombinant analog of gamma interferon with an oligosaccharide polymer of nature.

Герпесвирусной инфекцией (ГВИ) поражено более 80% человечества. ГВИ вызывает множество различных заболеваний, поражающих различные органы и системы человека. ГВИ является второй по значимости причиной смертности новорожденных и детей младшего возраста, связанной с вирусными заболеваниями [Williams E.J., Embleton N.D., Clark J.E. et al. Viral infections: contributions to late fetal death, stillbirth, and infant death. J. Pediatr. 2013, Vol. 163. № 2. P. 424-428]. Отсутствие действенных вакцин и невозможность полного излечения в совокупности с широким охватом популяции определяют актуальность герпесвирусной инфекции.Herpes virus infection (HBV) affects more than 80% of humanity. GVI causes many different diseases that affect various organs and systems of a person. HBV is the second leading cause of viral disease mortality in newborns and young children [Williams E.J., Embleton N.D., Clark J.E. et al. Viral infections: contributions to late fetal death, stillbirth, and infant death. J. Pediatr. 2013, Vol. 163. No. 2. P. 424-428]. The absence of effective vaccines and the impossibility of a complete cure, together with a wide coverage of the population, determine the relevance of herpes virus infection.

Применение интерферонов является наиболее перспективным для терапии ГВИ. Из всех видов интерферонов интерферон гамма является наиболее эффективным для терапии ГВИ [Complexity of interferon-g interactions with HSV-1. Nancy J. Bigley// Frontiers in immunology, 2014. doi: 10.3389/fimmu.2014.00015].The use of interferons is the most promising for the treatment of GVI. Of all types of interferons, interferon gamma is the most effective for the treatment of GVI [Complexity of interferon-g interactions with HSV-1. Nancy J. Bigley // Frontiers in immunology, 2014. doi: 10.3389 / fimmu. 2014.00015].

Существующие препараты интерферона гамма основаны на молекуле, экспрессируемой в E.coli, и имеют антивирусную активность, сравнимую с природным интерфероном гамма. Однако эти препараты имеют короткий период полувыведения и нестабильную структуру.Existing interferon gamma preparations are based on a molecule expressed in E. coli and have antiviral activity comparable to natural interferon gamma. However, these drugs have a short half-life and an unstable structure.

Человеческий интерферон гамма представляет собой гликозилированный белок, но при экспрессии в E.coli гликозилирование интерферона гамма невозможно. Показано, что N-гликозилирование обеспечивает устойчивость к гидролизу протеазами организма [N-glycosylation of human interferon-y: glycans at Asn-25 are critical for protease resistance. T. SARENEVA, J. PIRHONEN, K. CANTELL, I. JULKUNEN// Biochem. J. (1995) 308, 9-14].Human interferon gamma is a glycosylated protein, but when expressed in E. coli, glycosylation of interferon gamma is not possible. N-glycosylation has been shown to provide resistance to hydrolysis by body proteases [N-glycosylation of human interferon-y: glycans at Asn-25 are critical for protease resistance. T. SARENEVA, J. PIRHONEN, K. CANTELL, I. JULKUNEN // Biochem. J. (1995) 308, 9-14].

Препарат на основе рекомбинантного аналога интерферона гамма, конъюгированного по остатку цистеина, введенному в район сайта природного гликозилирования олигосахаридом, несущим сиаловые кислоты, должен сохранять в полном объеме биологическую активность и обладать улучшенной фармакокинетикой по сравнению с нативным интерфероном гамма. Такой препарат представляет большой интерес для терапии ГВИ, т.к. позволит преодолеть недостатки существующих препаратов.A preparation based on a recombinant analogue of interferon gamma conjugated to a cysteine residue introduced into the region of the natural glycosylation site with an sialic acid-bearing oligosaccharide should fully retain biological activity and have improved pharmacokinetics compared to native gamma interferon. Such a drug is of great interest for the treatment of GVI, because will overcome the disadvantages of existing drugs.

Наличие остатков сиаловых кислот в молекуле олигосахарида приводит к стабилизации молекулы и предотвращению образования антител к ней. На данный момент ведется активная разработка лекарственных препаратов на основе белков, несущих олигосахариды, содержащих остатки сиаловых кислот [Bioconjug Chem. 2012, Aug 15; 23(8): 1524-33. Glycoengineering approach to half-life extension of recombinant biotherapeutics].The presence of sialic acid residues in the oligosaccharide molecule stabilizes the molecule and prevents the formation of antibodies to it. Currently, active development of drugs based on proteins bearing oligosaccharides containing sialic acid residues is underway [Bioconjug Chem. 2012, Aug 15; 23 (8): 1524-33. Glycoengineering approach to half-life extension of recombinant biotherapeutics].

Ковалентное присоединение олигосахаридов к субстрату возможно двумя различными путями, один из которых называют присоединение по одиночному концевому остатку, другой можно назвать многоточечным присоединением. В первом случае олигосахариды присоединяются через концевой восстанавливающий остаток (например, остаток глюкозы). Для второго метода характерно присоединение к различным остаткам внутри последовательности олигосахарида. В природе встречается только один способ присоединения через восстанавливающий конец полимера. До сравнительно недавнего времени получаемые in vitro конъюгаты олигосахаридов с белками синтезированы хорошо известным методом периодатного окисления винильных диольных групп внутренних остатков с образование двух альдегидов, реагирующих с аминогруппами белков. Это приводило к образованию сложных полимерных молекул, малопригодных для фармацевтики.The covalent attachment of oligosaccharides to the substrate is possible in two different ways, one of which is called addition at a single terminal residue, the other can be called multipoint addition. In the first case, oligosaccharides are attached via a terminal reducing residue (e.g., glucose residue). The second method is characterized by attachment to various residues within the oligosaccharide sequence. In nature, there is only one way to attach through the reducing end of the polymer. Until relatively recently, in vitro oligosaccharide-protein conjugates were synthesized by the well-known method of periodically oxidizing vinyl diol groups of internal residues to form two aldehydes that react with amino groups of proteins. This led to the formation of complex polymer molecules, unsuitable for pharmaceuticals.

Использование альдегидной функции концевого восстанавливающего остатка теоретически возможно, но долгое время было затруднено из-за чрезвычайно низкой реакционной способностью присутствующего геми-ацеталя. Были разработаны методы, позволяющие получать на восстанавливающем конце олигосахарида альдегидную группу. В патенте US 6653457 от 11. 25, 2003. описано получение производных гепарина с альдегидной группой. Используя то обстоятельство, что гепарин - полностью сульфатированный олигосахарид, были разработаны методы селективного восстановления концевого полуацеталя с образованием на этом месте винициальных диолов с последующим их селективным окислением периодатом с образованием альдегидов, способных реагировать с аминогруппами различных субстратов. Гепарин как олигосахарид обладает антитромбической активностью и не может быть универсальной альтернативой пегилированию, так как у получаемых конъюгатов возможны побочные действия, связанные с такой активностью.The use of the aldehyde function of the terminal reducing residue is theoretically possible, but has long been difficult due to the extremely low reactivity of the hemi-acetal present. Methods have been developed that make it possible to obtain an aldehyde group at the reducing end of the oligosaccharide. US Pat. No. 6,653,457 dated 11.25, 2003. describes the preparation of heparin derivatives with an aldehyde group. Using the fact that heparin is a fully sulfated oligosaccharide, methods have been developed for the selective reduction of the terminal hemiacetal with the formation of vinyl diols at this site, followed by their selective oxidation with periodate to form aldehydes capable of reacting with amino groups of various substrates. Heparin as an oligosaccharide has antithrombotic activity and cannot be a universal alternative to pegylation, as the resulting conjugates may have side effects associated with such activity.

В патенте РФ КОНЪЮГАТЫ ПОЛИПЕПТИДА И ОЛИГОСАХАРИДА описаны ковалентные конъюгаты полипептида и олигосахарида, в которых полипептид конъюгирован по меньшей мере к одному олигосахаридно-спейсерному остатку, где олигосахарид представляет собой синтетический сульфатированный пентасахаридный остаток. По существу, синтетический олигосахарид представляет собой аналог гепарина, но его размер приводит к терапевтически не значимой активности при концентрациях до 50 нМ на дозу. В дополнение к предыдущему патенту, олигосахарид снабжен спейсером. Спейсер представляет собой алифатическую группу, на активном конце которой могут находится любые функциональные группы для образования ковалентных связей с белком. Полученные конъюгаты имеют улучшенные фармакокинетические свойства по сравнению с соответствующими неконъюгированными полипептидами. Описаны, например, конъюгаты пептида с инсулином.In the patent of the Russian Federation POLYEPTIDE AND OLIGOSACCHARIDE CONNUGATES, covalent conjugates of a polypeptide and an oligosaccharide are described in which the polypeptide is conjugated to at least one oligosaccharide-spacer residue, where the oligosaccharide is a synthetic sulfated pentasaccharide residue. Essentially, a synthetic oligosaccharide is a heparin analogue, but its size leads to a therapeutically insignificant activity at concentrations up to 50 nM per dose. In addition to the previous patent, the oligosaccharide is equipped with a spacer. The spacer is an aliphatic group, at the active end of which there can be any functional groups for the formation of covalent bonds with the protein. The resulting conjugates have improved pharmacokinetic properties compared with the corresponding unconjugated polypeptides. Described, for example, conjugates of the peptide with insulin.

Идеи, заложенные в этих двух патентах, не могут быть прямо перенесены на другие олигосахариды, так как гепарин - это полностью сульфатированное производное, не имеющее внутренних свободных диольных групп, способных к реакции окисления периодатом. Для остальных сахаров необходимо было разработать дополнительные методы инактивации таких диольных групп.The ideas embodied in these two patents cannot be directly transferred to other oligosaccharides, since heparin is a fully sulfated derivative that does not have internal free diol groups capable of periodate oxidation. For the remaining sugars, it was necessary to develop additional methods for the inactivation of such diol groups.

В патентах US 7807824 и 7691826 описаны методы получения конъюгатов полисиаловых кислот с белками. Конъюгаты получены путем активации восстанавливающего остатка полисиаловой кислоты и получения различных активированных производных, реагирующих с амино- и тио-группами белков. Получение концевой альдегидной группы достигается двухстадийным методом. На первом этапе происходит окисление периодатом внутренних диолов, затем их восстановление боргидридом с одновременным восстановлением концевого полукеталя до диола. На втором этапе вновь образованный диол селективно окисляется до альдегида. В итоге получается полимер, несущий единственную реакционноспособную группу на восстанавливающем конце олигосахарида. Последующая реакция альдегида с гетерофункциональными реагентами позволяет получать различные реакционноспособные производные, избирательно реагирующие с белками. Получены олигосахариды, содержащие в качестве реакционноспособных групп N-оксисукцинимидную, малеимидную или дитиопиридильную активные группы.US 7807824 and 7691826 describe methods for preparing polysialic acid conjugates with proteins. Conjugates are prepared by activating a reducing polysialic acid residue and preparing various activated derivatives that react with amino and thio groups of proteins. Obtaining the terminal aldehyde group is achieved by a two-stage method. At the first stage, periodates are oxidized by internal diols, then they are reduced by borohydride with simultaneous reduction of the terminal half-ketal to diol. In a second step, the newly formed diol is selectively oxidized to an aldehyde. The result is a polymer bearing a single reactive group at the reducing end of the oligosaccharide. The subsequent reaction of the aldehyde with heterofunctional reagents allows to obtain various reactive derivatives that selectively react with proteins. Oligosaccharides containing N-oxysuccinimide, maleimide or dithiopyridyl active groups as reactive groups are obtained.

Описаны конъюгаты по аминогруппам белков и по свободным цистеинам. Показано, что такие конъюгаты по своим свойствам не уступают аналогичным конъюгатам с ПЭГ (по времени полувыведения и сохранением биологических свойств), но обладают низкой иммуногенностью. Описанные методы конъюгации довольно трудоемки и приводят в процессе цепи окисления-восстановления к продуктам с близкими физико-химическими свойствами и в силу этого трудно разделяемым методами хроматографии. В научной литературе описаны реакции восстанавливающего полуацеталя олигосахаридов с замещенными производными гидроксиламинов (Peri F., Dumy P., Mutter M. Chemo- and stereoselective glycosylation of hydroxylamino derivatives: a versatile approach to glycoconjugates. Tetrahedron 1998; 54:12269-12278). Такие реакции проходят селективно и в мягких условиях. Евразийский патент «Конъюгат, включающий белок и полимер или его производное (варианты), способ его получения, применение конъюгата и содержащая его фармацевтическая композиция».Conjugates are described for amino groups of proteins and for free cysteines. It was shown that such conjugates in their properties are not inferior to similar conjugates with PEG (in terms of half-life and preservation of biological properties), but they have low immunogenicity. The described conjugation methods are rather laborious and lead to products with similar physicochemical properties during the oxidation-reduction chain and, therefore, are difficult to separate by chromatography methods. The scientific literature describes the reactions of the reducing hemiacetal of oligosaccharides with substituted hydroxylamine derivatives (Peri F., Dumy P., Mutter M. Chemo- and stereoselective glycosylation of hydroxylamino derivatives: a versatile approach to glycoconjugates. Tetrahedron 1998; 54: 12269-12278). Such reactions proceed selectively and under mild conditions. Eurasian patent "Conjugate, including protein and polymer or its derivative (variants), method for its preparation, use of conjugate and pharmaceutical composition containing it".

В патенте US 7815893 описано применение в качестве олигосахарида производных гидроксилкрахмала. Восстанавливающий конец полимера активировали реакцией с O-[2-(2-аминооксиэтокси)этил]гидроксиламином. Полученное производное обрабатывали гетеро-бифункциональными реагентами и получали конъюгаты с белками. Получено много белков, конъюгированных с крахмалом и его производными.US 7,815,893 discloses the use of hydroxyl starch derivatives as oligosaccharides. The reducing end of the polymer was activated by reaction with O- [2- (2-aminooxyethoxy) ethyl] hydroxylamine. The obtained derivative was treated with hetero-bifunctional reagents and conjugates with proteins were obtained. Received many proteins conjugated with starch and its derivatives.

Применяемый в заявленном способе олигосахарид приближен к сахарам, прикрепленным к природным гликопротеинам, применяемым в фармацевтике. Остатки олигосахаридов этих белков содержат сиаловую кислоту, находящуюся противоположно восстанавливающему концу. Синтез таких олигосахаридов и их ковалентное присоединение к полипептидному субстрату позволит получать конъюгаты с улучшенными свойствами по сравнению с полисиаловыми производными или производными на основе немодифицированных природных олигосахаридов типа декстрана, хитозана или крахмала.The oligosaccharide used in the claimed method is close to sugars attached to natural glycoproteins used in pharmaceuticals. Residues of the oligosaccharides of these proteins contain sialic acid located opposite the reducing end. The synthesis of such oligosaccharides and their covalent attachment to a polypeptide substrate will allow one to obtain conjugates with improved properties compared to polysial derivatives or derivatives based on unmodified natural oligosaccharides such as dextran, chitosan or starch.

Изобретение решает задачу получения рекомбинантного белка для лечения герпесвирусной инфекции за счет конъюгации рекомбинантного аналога интерферона гамма с последовательностью SEQ ID NO 1 с полимером олигосахаридной природы, имеющего уникальную структуру, путем образования ковалентной связи между молекулами полимера и рекомбинантного белка, а также предлагает способ очистки полученного средства.The invention solves the problem of producing a recombinant protein for the treatment of herpes virus infection by conjugating a recombinant analog of interferon gamma with the sequence SEQ ID NO 1 with a polymer of oligosaccharide nature, having a unique structure, by forming a covalent bond between the polymer molecules and the recombinant protein, and also provides a method for purification of the obtained agent .

Также задачей данной работы было создание олигосахарида путем образования ковалентных связей между семью молекулами сиаловой кислоты (N-ацетил-неурамин-лактозы (N5Ac-Lactose)) посредством спейсеров с молекулой декстрана 3000 и активирования полученной конструкции (олигосахарид) для конъюгации ее с рекомбинантным аналогом интерферона гамма человека.Another objective of this work was the creation of an oligosaccharide by the formation of covalent bonds between seven sialic acid molecules (N-acetyl-neuramine-lactose (N5Ac-Lactose)) by means of spacers with a dextran 3000 molecule and activation of the resulting construct (oligosaccharide) to conjugate it with a recombinant analog of interferon gamma of man.

Способ получения гибридного белка, обладающего противовирусной активностью, включает конъюгацию рекомбинантного аналога интерферона гамма, представленного последовательностью SEQ ID NO: 1, с полимером олигосахаридной природы D3000-7(Sa-Sp)-(Sp-M), где D3000 -диальдегид декстран, (Sa-Sp) - Neu5Ac-Lactose-N(CH)-CH(2)-CH(2)-NH(2), (Sp-M) - Малеимид-СН(2)-NH(2), очистку полученного конъюгированного рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма от неконъюгированных компонентов методами HPLC с гельфильтрационным сорбентом Sephacryl S400 с выходом конечного продукта, содержащего примеси не более 1,2% от общей массы продукта.A method for producing a hybrid protein with antiviral activity comprises conjugating a recombinant gamma interferon analogue represented by the sequence SEQ ID NO: 1 with an oligosaccharide polymer of the nature D3000-7 (Sa-Sp) - (Sp-M), where D3000 is dextran dialdehyde, ( Sa-Sp) - Neu5Ac-Lactose-N (CH) -CH (2) -CH (2) -NH (2), (Sp-M) - Maleimide-CH (2) -NH (2), purification of the resulting conjugated recombinant protein - an analog of interferon gamma from unconjugated components by HPLC methods with a Sephacryl S400 gel filtration sorbent with the release of a final product containing impurities more than 1.2% on total product weight.

Техническим результатом заявленного изобретения является создание гибридного белка: рекомбинантного аналога интерферона гамма с SEQ ID NO: 1, конъюгированного с полимером олигосахаридной природы, при этом полученная структура олигосахарида: D3000-7(Sa-Sp)-(Sp-M) приводит к стабилизации молекулы и предотвращению образования антител к ней, т.е. получению субстанции, обладающей противовирусной активностью.The technical result of the claimed invention is the creation of a hybrid protein: a recombinant analogue of interferon gamma with SEQ ID NO: 1 conjugated to a polymer of oligosaccharide nature, while the resulting structure of the oligosaccharide: D3000-7 (Sa-Sp) - (Sp-M) leads to stabilization of the molecule and preventing the formation of antibodies to it, i.e. obtaining a substance with antiviral activity.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

Фиг. 1. Электрофорез лизата клеток, экспрессировавших рекомбинантный белок, содержащий в своем составе последовательности рекомбинантного аналога интерферона гамма, соединенного с белком-стабилизатором - тиоредоксином. Трек 1 стандарты молекулярных весов; трек 2 лизат клеток; стрелкой отмечено положение рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма, соединенного с белком-стабилизатором в геле.FIG. 1. Electrophoresis of the lysate of cells expressing a recombinant protein containing the sequence of a recombinant analogue of interferon gamma connected to a stabilizing protein - thioredoxin. Track 1 molecular weight standards; track 2 cell lysate; the arrow indicates the position of the recombinant protein - an analog of interferon gamma, connected with a protein-stabilizer in the gel.

Фиг. 2. Хроматографический профиль элюции рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма, соединенного с белком-стабилизатором с Ni-Sepharose. Цифрами 1-9 отмечены фракции, отобранные для анализаFIG. 2. Chromatographic profile of elution of a recombinant protein - an analog of gamma interferon, coupled to a protein stabilizer with Ni-Sepharose. Numbers 1-9 indicate the fractions selected for analysis

Фиг. 3. Электрофорез фракций, содержащих рекомбинантный белок после хроматографии на Ni-Sepharose. Треки 1-8 - фракции, содержащие целевой белок; стрелкой отмечено положение рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма, соединенного с белком-стабилизатором в геле. Фиг. 4. Гидролиз белка-предшественника, соединенного с белком-стабилизатором ферментом энтерокиназой-F на рекомбинантный белок ИФ гамма (16868Da) и белок-стабилизатор - тиоредоксин. Фиг. 5. Электрофорез гидролизной смеси рекомбинантного белка и энтерокиназы в различные промежутки времени. Трек 1 - реакционная смесь в начале эксперимента (время Т=1 мин); трек 2 - реакционная смесь через полчаса после начала эксперимента (время Т=30 мин); трек 3 - реакционная смесь через час после начала эксперимента (время Т=60 мин); трек 4 - стандарты молекулярных весов; стрелками отмечены: положение в геле рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма, соединенного с белком-стабилизатором (а), чистого рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма(б) и чистого белка стабилизатора (в).FIG. 3. Electrophoresis of fractions containing recombinant protein after chromatography on Ni-Sepharose. Tracks 1-8 - fractions containing the target protein; the arrow indicates the position of the recombinant protein - an analog of interferon gamma, connected with a protein-stabilizer in the gel. FIG. 4. Hydrolysis of a precursor protein coupled to a stabilizer protein with the enterokinase-F enzyme to recombinant IF gamma protein (16868Da) and a stabilizer protein, thioredoxin. FIG. 5. Electrophoresis of a hydrolysis mixture of a recombinant protein and enterokinase at different time intervals. Track 1 - reaction mixture at the beginning of the experiment (time T = 1 min); track 2 — reaction mixture half an hour after the start of the experiment (time T = 30 min); track 3 — reaction mixture one hour after the start of the experiment (time T = 60 min); track 4 - molecular weight standards; the arrows indicate: the position in the gel of a recombinant protein - an analog of interferon gamma connected to a stabilizing protein (a), a pure recombinant protein - an analog of interferon gamma (b) and a pure stabilizer protein (c).

Фиг. 6. Хроматографический профиль элюции рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма с SP-Sepharose (колонка HiPrep16/10 Q FF).FIG. 6. The chromatographic profile of the elution of the recombinant protein is an analogue of interferon gamma with SP-Sepharose (column HiPrep16 / 10 Q FF).

Фиг. 7. HPLC хроматографический профиль элюции рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма с колонки Kromasil 300-5С18. Согласно хроматограмме чистота рекомбинантного белка более 99%.FIG. 7. HPLC chromatographic profile of elution of a recombinant protein - an analog of interferon gamma from a Kromasil 300-5C18 column. According to the chromatogram, the purity of the recombinant protein is more than 99%.

Фиг. 8. Синтез активированного олигосахарида D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M.FIG. 8. Synthesis of activated oligosaccharide D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M.

Фиг. 9. Хроматографический профиль элюции D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M с препаративной колонки mono-Q (очистка).FIG. 9. Chromatographic elution profile of D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M from a mono-Q preparative column (purification).

Фиг.10. Хроматографический профиль элюции D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M с аналитической колонки mono-Q.Figure 10. Chromatographic elution profile of D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M from a mono-Q analytical column.

Фиг. 11 Схема фармацевтической субстанции.FIG. 11 Scheme of pharmaceutical substance.

Фиг. 12 Химическая реакция конъюгации активированного олигосахарида и рекомбинантного белка.FIG. 12 Chemical reaction of conjugation of activated oligosaccharide and recombinant protein.

Фиг. 13 Хроматографический профиль гельфильтрации конъюгата рекомбинантного интерферона гамма с активированным олигосахаридом через Sephacryl S400. Стрелкой отмечен выход конъюгата.FIG. 13 Chromatographic profile of gel filtration of conjugate of recombinant gamma-activated oligosaccharide via Sephacryl S400. The arrow indicates the yield of the conjugate.

Фиг. 14 Масс-спектр MALD-TOF моноиона рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма.FIG. 14 Mass spectrum of MALD-TOF monoion of a recombinant protein - an analog of interferon gamma.

Фиг. 15 Периодатное окисление диоловых групп декстрана 3000 - получение ДАД.FIG. 15 Periodic oxidation of the diol groups of dextran 3000 - obtaining DBP.

Фиг. 16 Аминирование малемиднй группы - получение Малемид-СН(2)-СН(2)-NH(2) (Sp-M).FIG. 16 Amination of the maleide group — Preparation of Malemid-CH (2) -CH (2) -NH (2) (Sp-M).

Таблица 1. Молекулярные массы компонентов активированного олигосахарида D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M.Table 1. Molecular weights of the components of the activated oligosaccharide D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M.

Таблица 2. Антивирусная активность препаратов интерферона гамма на клетках WISH и DAUDI выраженная в ЕС 50 (пМ).Table 2. Antiviral activity of interferon gamma preparations on WISH and DAUDI cells expressed in EC 50 (pM).

Подробное описание изобретения.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

1. ПОЛУЧЕНИЕ РЕКОМБИНАТНОГО БЕЛКА - АНАЛОГА ИНТЕРФЕРОНА ГАММА.1. PRODUCTION OF RECOMBINATION PROTEIN - ANALOGUE OF THE GAMMA INTERFERON.

Для получения рекомбинантного белка, представленного последовательностью SEQ ID NO 1, была создана генетическая конструкция по стандартной методике (Maniatis Т., Fritsch E.F., 1982.) на основе коммерческой плазмиды рЕТ32а. При создании плазмиды были использованы следующие последовательности регуляторных элементов (энхансеров и промотора): Гена МхА, представленных SEQ ID NO 3 и Гена ISG56, представленных SEQ ID NO 3. Плазмидой трансфецировались клетки E.coli штамма BL21(DE3). Полученной плазмидой рЕТ-32а/ИФ гамма трансформируют компетентные бактериальные клетки штамма Escherichia coli BL21(DE3) для получения растворимой фракции белка. Штамм BL21(DE3) (Invitrogen) предназначен для экспрессии рекомбинантных белков. Обозначение DE3 означает, что штамм содержит лизоген фага λ DE3, который несет ген для Т7 РНК-полимеразы под контролем lacUV5-промотора. Для индукции экспрессии Т7 РНК-полимеразы необходим IPTG (изопропил_β-D-1-тиогалактопиранозид). Штамм Escherichia coli BL21(DE3)/рЕТ-32а/ИФ гамма обеспечивает получение слитного белка тиоредоксин - интерферон гамма. После трансфекции клетки пересевали в культуральную колбу с бульоном LB и канамицином 25 мкг/мл. 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 мM. Культура дополнительно культивировалась 4 часа, далее клетки осаждались центрифугированием при 5000g. Осадок клеток лизировали в 8 М мочевине и обрабатывали на ультразвуковом дезинтеграторе. Лизат клеток центрифугировали при 20000g 2 часа.To obtain the recombinant protein represented by the sequence SEQ ID NO 1, a genetic construct was created according to the standard method (Maniatis T., Fritsch E.F., 1982.) based on the commercial plasmid pET32a. The following sequences of regulatory elements (enhancers and promoter) were used to create the plasmid: MxA gene represented by SEQ ID NO 3 and ISG56 gene represented by SEQ ID NO 3. Plasmid transfected cells of E. coli strain BL21 (DE3). The resulting plasmid pET-32a / IF gamma transform competent bacterial cells of the strain Escherichia coli BL21 (DE3) to obtain a soluble fraction of the protein. Strain BL21 (DE3) (Invitrogen) is intended for expression of recombinant proteins. The designation DE3 means that the strain contains the lysogen of phage λ DE3, which carries the gene for T7 RNA polymerase under the control of the lacUV5 promoter. IPTG (isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside) is required to induce the expression of T7 RNA polymerase. The strain Escherichia coli BL21 (DE3) / pET-32a / IF gamma provides fusion protein thioredoxin - interferon gamma. After transfection, the cells were subcultured into a culture flask with LB broth and kanamycin 25 μg / ml. 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 adding 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 8 M urea and processed on an ultrasonic disintegrator. The cell lysate was centrifuged at 20,000 g for 2 hours.

Конструкция рЕТ-32а, несущая ген, кодирующая рекомбинантный белок ИФ-гамма в клетках E.coli в виде слитного белка с белком-стабилизатором тиоредоксином, увеличивает уровень экспрессии и растворимость слитного белка.The pET-32a construct, carrying the gene encoding the recombinant IF-gamma protein in E. coli cells as a fusion protein with a stabilizing protein thioredoxin, increases the expression level and solubility of the fusion protein.

2. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА РЕКОМБИНАНТНОГО БЕЛКА - АНАЛОГА ИНТЕРФЕРОНА ГАММА НА SP-SEPHAROSE2. CHROMATOGRAPHIC CLEANING OF RECOMBINANT PROTEIN - ANALOGUE OF THE GAMMA INTERFERON AT SP-SEPHAROSE

Хроматографическая очистка рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма проходит в один этап на ионообменном сорбенте. В качестве носителя использовалась SP-Sepharose компании GE Helthcare. Для стандартизации процесса и его воспроизводимости использовались колонки типа HiTrap. В работе использовалась хроматографическая колонка HiPrepl6/10 Q FF, емкости которой хватило на весь объем выделяемого белка. Реакционная смесь после гидролиза и нагрева фильтруется через фильтр с порами 0,22 мкм от агрегатов денатурированных белков. Фильтрованная смесь наносится на колонку HiPrep16/10 Q FF, предварительно уравновешенную 25мM NaCl. Целевой белок элюировали линейным градиентом. Стартовый буфер: 25мM NaCl, финальный буфер: 100мM NaCl. Элюат фракционировали. Наличие белка во фракции определяли электрофорезом в ПААГ. Хроматограмма представлена на фиг.6.Chromatographic purification of a recombinant protein, an analogue of interferon gamma, takes place in one step on an ion-exchange sorbent. The carrier used was SP-Sepharose from GE Helthcare. HiTrap columns were used to standardize the process and its reproducibility. A HiPrepl6 / 10 Q FF chromatographic column was used in the work, the capacity of which was sufficient for the entire volume of the secreted protein. After hydrolysis and heating, the reaction mixture is filtered through a 0.22 μm filter from aggregates of denatured proteins. The filtered mixture is applied to a HiPrep16 / 10 Q FF column, pre-equilibrated with 25 mM NaCl. The target protein was eluted with a linear gradient. Starting buffer: 25mM NaCl, final buffer: 100mM NaCl. The eluate was fractionated. The presence of protein in the fraction was determined by electrophoresis in PAAG. The chromatogram shown in Fig.6.

3. ОЦЕНКА РЕКОМБИНАНТНОГО БЕЛКА - АНАЛОГА ИНТЕРФЕРОНА ГАММА МЕТОДАМИ ХРОМАТОГРАФИИ И МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ3. EVALUATION OF RECOMBINANT PROTEIN - ANALOGU OF GAMMA INTERFERON BY METHODS OF CHROMATOGRAPHY AND MASS SPECTROMETRY

Оценка количества полученного рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма по Бредфорд показала, что в наличие 3212 мг белка. Чистоту рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма определяли методом HPLC - хроматографии, подлинность экспресс-методикой определения подлинности рекомбинантного аналога интерферона гамма как компонента лекарственного средства. Раствор, содержащий рекомбинантный белок - аналог интерферона гамма, диализовали против раствора 0,1% трифторуксусной кислоты. Отбирали 150 мкл раствора и наносили на колонку Kromasil 300-5С18 4,6ID150. Проводили аналитическую хроматографию. Элюировали линейным градиентом. Стартовый буфер: 0,1% трифторуксусная кислота, 2% ацетонитрил, финальный буфер: 0,1% трифторуксусная кислота, 80% ацетонитрил. Рекомбинантный белок - аналог интерферона гамма сошел с колонки при концентрации ацетонитрила 32%. Согласно хроматограмме Фиг. 7 чистота рекомбинантного белка более 99%.Evaluation of the amount of the obtained recombinant protein - an analogue of interferon gamma according to Bradford showed that in the presence of 3212 mg of protein. The purity of the recombinant protein - an analog of interferon gamma was determined by HPLC - chromatography, the authenticity of the rapid method for determining the authenticity of the recombinant analog of interferon gamma as a component of the drug. A solution containing a recombinant protein, an analogue of interferon gamma, was dialyzed against a solution of 0.1% trifluoroacetic acid. 150 μl of the solution was taken and applied to a Kromasil 300-5C18 4.6ID150 column. Analytical chromatography was performed. Eluted with a linear gradient. Starting buffer: 0.1% trifluoroacetic acid, 2% acetonitrile, final buffer: 0.1% trifluoroacetic acid, 80% acetonitrile. Recombinant protein - an analog of interferon gamma descended from the column at a concentration of acetonitrile 32%. According to the chromatogram of FIG. 7 purity of recombinant protein more than 99%.

Проведен MALDI-TOF масс-спектрометрический анализ моноиона рекомбинантного белка. Результаты представлены на Фиг. 14.MALDI-TOF mass spectrometric analysis of the recombinant protein monoion was performed. The results are presented in FIG. fourteen.

На масс-спектре получен набор из нескольких пиков с массами от 16871 до 16899Da. Это связано с тем, что на каждые 1000 единиц молекулярного веса в белковых молекулах из-за накапливания изотоп С13 масса молекулы увеличивается в среднем на 1 Da, т.о., вместо одной массы мы видим набор из нескольких масс. Мажорный пик соответствует массе 16897, наблюдается «рост» пика, соответствующего массе 16869, при этом пик 16869, который соответствует рекомбинантному белку - аналогу интерферона гамма, свободному от изотопов С13, мал, т.к. статистически на белковую молекулу массой более 10 кDa должна приходиться хотя бы одна молекула С13. Можно констатировать, что полученная масса для моноиона рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма соответствовала рассчитанной массе (16868 Da).A set of several peaks with masses from 16871 to 16899Da was obtained on the mass spectrum. This is due to the fact that for every 1000 units of molecular weight in protein molecules, due to the accumulation of the C13 isotope, the mass of the molecule increases on average by 1 Da, i.e., instead of one mass, we see a set of several masses. The major peak corresponds to a mass of 16897, a "growth" of the peak corresponding to a mass of 16869 is observed, while the peak of 16869, which corresponds to a recombinant protein - an analog of interferon gamma, free of C13 isotopes, is small, because statistically, a protein molecule weighing more than 10 kDa should account for at least one C13 molecule. It can be stated that the mass obtained for the monoion of the recombinant protein, an analogue of interferon gamma, corresponded to the calculated mass (16868 Da).

По итогам выполненной работы можно сделать следующие выводы.Based on the results of the work performed, the following conclusions can be drawn.

Рекомбинантный белок - аналог интерферона гамма хроматографически очищен на SP-Sepharose. Рекомбинантный белок - аналог интерферона гамма наработан в количестве 3212 мг. Рекомбинантный белок - аналог интерферона гамма определен как подлинный экспресс-методикой определения подлинности рекомбинантного аналога интерферона гамма. Чистота рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма оценена методами HPLC. Подлинность оценена экспресс-методикой определения подлинности рекомбинантного аналога интерферона гамма как компонента лекарственного средства и MALDI-TOF масс-спектра моноиона белка.Recombinant protein analogue of interferon gamma chromatographically purified on SP-Sepharose. Recombinant protein - an analogue of interferon gamma was produced in an amount of 3212 mg. Recombinant protein - an analogue of interferon gamma is defined as a genuine express method for determining the authenticity of a recombinant analogue of interferon gamma. The purity of the recombinant protein, an analogue of interferon gamma, was evaluated by HPLC methods. The authenticity was evaluated by the express method for determining the authenticity of the recombinant analogue of interferon gamma as a component of the drug and the MALDI-TOF mass spectrum of the protein monoion.

4. СИНТЕЗ АКТИВИРОВАННОГО ОЛИГОСАХАРИДА D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M.4. SYNTHESIS OF ACTIVATED OLIGOSACCHARIDE D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M.

Синтез активированного олигосахарида происходит в три стадии:The synthesis of activated oligosaccharide occurs in three stages:

а) взаимодействие ДАД с Neu5Ac-Lactose-N(CH)-CH(2)-CH(2)-NH(2) (Sa-Sp),a) the interaction of DBP with Neu5Ac-Lactose-N (CH) -CH (2) -CH (2) -NH (2) (Sa-Sp),

б) преобразование СООН-группы терминального остатка глюкозы декстранового кора в альдегидную группу СОН за счет обработки этаноламином;b) the conversion of the COOH group of the terminal glucose residue of the dextran core to the aldehyde group of COH by treatment with ethanolamine;

в) введение малеимидной группы в декстрановый кор олигосахарида за счет взаимодействия Малемид-СН(2)-СН(2)-NH(2) (Sp-M) с СОН-альдегидной группы терминального остатка глюкозы.c) the introduction of the maleimide group into the dextran core of the oligosaccharide due to the interaction of Malemid-CH (2) -CH (2) -NH (2) (Sp-M) with the SON-aldehyde group of the terminal glucose residue.

ОКИСЛЕНИЕ ДЕКСТРАНА С ВЫДЕЛЕНИЕМ ДАДOXIDATION OF DEXTRAN WITH ALLOCATION OF DAD

Декстран активировали периодатным окислением диольных групп глюкозы. Реакция периодата с декстраном хорошо изучена и приводит к получению альдегидных групп, способных реагировать с первичными аминами с образованием основания Шиффа. Для отделения продукта реакции от избытка окислителя был использован метод анионообменной хроматографии на сильном анионообменике типа Q, позволяющей удалять анионы периодата, иодата и формиата, образующиеся при окислении сахара. Метод очень быстр, эффективен и позволяет получать активированный полимер с повышенной стабильностью при хранении. Dextran3000 растворяли в дистиллированной воде и смешивали с свежеприготовленным раствором периодата натрия. Образовавшийся раствор содержит диальдегид декстран (ДАД). Данный раствор смешивали с взвесью Dowex-1 в ацетатной форме, который поглощает ионы и побочные продукты реакции. Dowex-1 удаляется фильтрацией в растворе остается ДАД. Уравнение химической реакции представлено на Фиг. 15.Dextran was activated by periodically oxidizing glucose diol groups. The reaction of the periodate with dextran has been well studied and leads to the formation of aldehyde groups capable of reacting with primary amines to form a Schiff base. Anion exchange chromatography on strong anion exchange type Q was used to separate the reaction product from the excess of the oxidizing agent, which made it possible to remove the anions of periodate, iodate, and formate formed during sugar oxidation. The method is very fast, efficient and allows you to get activated polymer with increased stability during storage. Dextran3000 was dissolved in distilled water and mixed with a freshly prepared sodium periodate solution. The resulting solution contains dialdehyde dextran (DBP). This solution was mixed with a suspension of Dowex-1 in acetate form, which absorbs ions and reaction by-products. Dowex-1 is removed by filtration in the solution remains DBP. The chemical reaction equation is shown in FIG. fifteen.

КОНЪЮГАЦИЯ СПЕЙСЕРА (SP) С МАЛЕИМИДНОЙ ГРУППЫ (М) С ВЫДЕЛЕНИЕМ SP-M Введение малеимидной группы в олигосахарид будет осуществлено конъюгацией производного SMCC со спейсером, в результате чего образуется производная малеимида, несущая NH2-группу, по которой и произойдет конъюгация с декстрановым кором. Взаимодействие SMCC со спейсером - получение Малеимид-СН(2)- CH(2)-NH(2) (Sp-M) - происходит в боратном буфере. Эквимолярные навески SMCC и спейсера растворяются в боратном буфере, затем смешиваются. Уравнение химической реакции представлено на Фиг. 16.CONJUGATION OF SPACER (SP) FROM THE MALEIMIDE GROUP (M) WITH ISOLATION OF SP-M The maleimide group will be introduced into the oligosaccharide by conjugation of the SMCC derivative with the spacer, as a result of which the maleimide derivative will be formed, carrying the NH2 group, which will conjugate with dextran. The interaction of SMCC with a spacer - obtaining Maleimide-CH (2) - CH (2) -NH (2) (Sp-M) - takes place in a borate buffer. The equimolar samples of SMCC and spacer are dissolved in borate buffer, then mixed. The chemical reaction equation is shown in FIG. 16.

Реакция проходит посредством смешивания и инкубации растворов, содержащих ДАД, Neu5Ac-Lactose-N(CH)-CH(2)-CH(2)-NH(2) (Sa-Sp), Малеимид-СН(2)-СН(2)-NH(2) (Sp-M) и этаноламин.The reaction proceeds by mixing and incubating solutions containing DBP, Neu5Ac-Lactose-N (CH) -CH (2) -CH (2) -NH (2) (Sa-Sp), Maleimide-CH (2) -CH (2 ) -NH (2) (Sp-M) and ethanolamine.

Раствор ДАД и Sa-Sp смешиваются и инкубируются при 24°С 2 часа, далее вносится раствор этанол амина и смесь при той же температуре инкубируется при перемешивании 10 минут, затем вносится раствор Sp-M и при перемешивании через 30 минут реакция синтеза активированного олигосахарида проходит до конца.The DBP solution and Sa-Sp are mixed and incubated at 24 ° C for 2 hours, then the ethanol amine solution is added and the mixture is incubated at the same temperature for 10 minutes with stirring, then the Sp-M solution is added and, after stirring, after 30 minutes, the synthesis of activated oligosaccharide takes place to end.

Количество активированного олигосахарида малеимид-амино-ДЕКСТРАН-7[NH-СН(2)-СН(2-N(СН)-Lactose-Neu5Ac] (D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M) определяется гравиметрическим методом, основаным на определении веса высушенного остатка, полученного после выпаривания пробы. 1 мл раствора олигосахарида D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M помещают в гель-фильтрационную колонку PD MiniTrap G-25 (GE Healthcare 28-9180-07), уравновешенную дистиллированной водой. Собирают 1 мл «проскока» и помещают его пробирку, затем пробирку взвешивают. На вакуумном выпаривателе при 70°С выпаривают воду. Взвешивают пробирку снова. Разница весов будет соответствовать количеству олигосахарида D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M.The amount of activated oligosaccharide maleimide-amino-DEXTRAN-7 [NH-CH (2) -CH (2-N (CH) -Lactose-Neu5Ac] (D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M) is determined by the gravimetric method based to determine the weight of the dried residue obtained after evaporation of the sample, 1 ml of a solution of oligosaccharide D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M was placed in a gel filter column PD MiniTrap G-25 (GE Healthcare 28-9180-07), balanced with distilled water. 1 ml of “slip” is collected and its tube is placed, then the tube is weighed. Water is evaporated on a vacuum evaporator at 70 ° C. The tube is weighed again. Weight difference will correspond to the amount of oligosaccharide D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M.

Активированный олигосахарид - D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M получен в количестве 5144 мг.The activated oligosaccharide D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M was obtained in an amount of 5144 mg.

Уравнение химической реакции представлено на Фиг. 8.The chemical reaction equation is shown in FIG. 8.

ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ элюции D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M с препаративной колонки mono-Q (очистка).CHROMATOGRAPHIC PROFILE of elution of D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M from a preparative mono-Q column (purification).

Активированный олигосахарид D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M анализировали методом HPLC-хроматографии на аналитической колонке mono-Q.The activated oligosaccharide D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M was analyzed by HPLC chromatography on a mono-Q analytical column.

D3000-7(Sa-Sp)-Sp-M разбавили в 10 раз 5мM NaCl, нанесли на аналитическую колонку с mono-Q. Элюировали линейным градиентом. Стартовый буфер: 5мM NaCl, финальный буфер: 100 мM NaCl. Целевой продукт вышел при концентрации NaCl 45 мM. Хроматография представлена на Фиг. 10.D3000-7 (Sa-Sp) -Sp-M was diluted 10 times with 5 mM NaCl, and loaded onto a mono-Q assay column. Eluted with a linear gradient. Starting buffer: 5 mM NaCl, final buffer: 100 mM NaCl. The target product was obtained at a NaCl concentration of 45 mM. Chromatography is shown in FIG. 10.

Таким образом, активированный олигосахарид состоит из 7+1 молекул спейсера, 7 молекул Lactose-Neu5Ac и молекулы малеимида с учетом потерь масс за счет утраты части молекул при образовании ковалентных связей получим набор масс компонентов активированного олигосахарида.Thus, the activated oligosaccharide consists of 7 + 1 spacer molecules, 7 Lactose-Neu5Ac molecules and a maleimide molecule, taking into account mass loss due to the loss of part of the molecules during the formation of covalent bonds, we obtain a set of masses of the components of the activated oligosaccharide.

Таблица 1.Table 1.

Расчетная масса всех компонентов активированного олигосахарида без молекулы декстрана составляет 5409 Da.The calculated mass of all components of the activated oligosaccharide without a dextran molecule is 5409 Da.

5. КОНЪЮГАЦИЯ ОЛИГОСАХАРИДА С РЕКОМБИНАНТНЫМ АНАЛОГОМ ИНТЕРФЕРОНА ГАММА.5. CONJUGATION OF OLIGOSACCHARID WITH RECOMBINANT ANALOGUE OF THE GAMMA INTERFERON.

В процессе конъюгации происходит образование ковалентной связи между малеимидной группой активированного олигосахарида и -SH группой молекулы цистеина рекомбинантного аналога интерферона гамма. Технология подобрана таким образом, что компоненты данной химической реакции поступают в реактор, где и происходит конъюгация. Конъюгация проходит в присутствии 25 мM NaCl. Химическая реакция представлена на Фиг. 12.In the process of conjugation, a covalent bond is formed between the maleimide group of the activated oligosaccharide and the -SH group of the cysteine molecule of the recombinant gamma interferon analogue. The technology is selected in such a way that the components of this chemical reaction enter the reactor, where conjugation takes place. Conjugation takes place in the presence of 25 mM NaCl. The chemical reaction is shown in FIG. 12.

Активированный олигосахарид берется в избытке. Реакционная смесь инкубируется 8 часов, реакция проходит с выходом более 94%.The activated oligosaccharide is taken in excess. The reaction mixture is incubated for 8 hours, the reaction proceeds with a yield of more than 94%.

Хроматографический профиль гельфильтрации конъюгата рекомбинантного интерферона гамма с активированным олигосахаридом через Sephacryl S400Chromatographic profile of gel filtration of conjugate of recombinant gamma-activated oligosaccharide via Sephacryl S400

В реакционную смесь добавляется раствор дитиотриитола для восстановления иминов в молекуле активированного олигосахарида. После инкубации в течение 10 минут реакционную смесь наносили на гельфильтрационную колонку ХК 50*100(18-87-68 GE Healthcare) с Sephacryl S400 (17-0506-01 GE Helthcare), предварительно уравновешенную водой.A dithiotriitol solution is added to the reaction mixture to reduce imines in the activated oligosaccharide molecule. After incubation for 10 minutes, the reaction mixture was applied to a gel filtration column XK 50 * 100 (18-87-68 GE Healthcare) with Sephacryl S400 (17-0506-01 GE Helthcare), previously equilibrated with water.

Фракции, содержащие целевой продукт, объединяли. Определяли массу рекомбинантного белка по Бредтфорд. Общее количество составило 4247 мг. Данные представлены на Фиг. 13.Fractions containing the desired product were combined. The mass of the recombinant protein was determined according to Bradtford. The total amount was 4247 mg. The data are presented in FIG. 13.

Хроматографическая очистка полученного конъюгата. Через колонку К5 с гельфильтрационным сорбентом Sephacryl S400, уравновешенную дистиллированной водой, пропускают фильтрованный раствор фармацевтической субстанции. На колонке К5 хроматографа ХР5 происходит обессоливание и отделение непрореагировавших компонентов от продукта - фармацевтической субстанции. Первый пик - целевой продукт (1.725 л), далее выходят рекомбинантный аналог интерферона гамма и активированный олигосахарид, затем соли с выходом конечного продукта, содержащего примеси не более 1,2% от общей массы продукта.Chromatographic purification of the resulting conjugate. A filtered solution of a pharmaceutical substance is passed through a K5 column with a Sephacryl S400 gel filtration sorbent equilibrated with distilled water. On column K5 of the XP chromatograph, desalination and separation of unreacted components from the product, a pharmaceutical substance, takes place. The first peak is the target product (1.725 L), then the recombinant analogue of interferon gamma and activated oligosaccharide come out, then the salts with the yield of the final product containing impurities of not more than 1.2% of the total mass of the product.

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТИВОВИРУСНОЙ АКТИВНОСТИ6. RESEARCH ANTI-VIRAL ACTIVITY

Тестирование противовирусной активности препаратов проводилось с использованием культуры клеток DAUDI и WISH. Для этого клетки засеивали в 96- луночный планшет в количестве 20 тыс. кл/лунку в объеме 100 мкл/лунку полной среды Игла -MEM (содержащей 10% фетальной сыворотки 300 мг/л L-глутамина и антибиотик гентамицин 100 мг/мл). Инкубировали в течении суток в CO2-инкубаторе при 37°С в 5% атмосфере CO2. После инкубации культуру клеток отмывали от сывороточной среды Игла-MEM, для этого снимали старую среду Игла-MEM и, не касаясь клеточного монослоя, с помощью многоканальной пипетки вносили по 100 мкл/лунку стерильного ФБС раствора, инкубировали в течение 5 мин, затем отбирали физиологический раствор, не касаясь монослоя клеток, и вносили по 100 мкл/лунку бессывороточной среды Игла-MEM. После отмывки в культуру клеток вносили исследуемые препараты - интерферон гамма, ФС и ЛП в десятикратных разведениях (0,001 пМ, 0,01 пМ, 0,1 пМ, 1,0 пМ) и инкубировали 1 сутки в CO2-инкубаторе при 37°С в 5% атмосфере CO2. После инкубации в культуру клеток вносили вирус VSV штамм Indiana в дозе 100 ЦПД на лунку в объеме 100 мкл безсывороточной Игла-MEM. Рабочее разведение вируса получали путем разбавление лабораторного стандарта с титром 104 /мл двумя последовательными 10-кратными разведениями. После внесения смеси в лунки клетки инкубировали в течение 1-2 суток в CO2-инкубаторе при 37°С до появления цитопатического действия. Ячейки планшета с клетками промывали стерильным физиологическим раствором, ФБС, два раза по 200 мкл буфера, и добавляли по 100 мкл раствора 0,1 мг/мл красителя МТТ в среде Игла-MEM. Пурпурные кристаллы формазана становятся заметными после инкубации 3-5 часов. Для растворения формазана в ячейки добавляют по 100 мкл изопропилового спирта. Планшет спектрофотометрировали при 590 нм. Результаты наносили на кривую и графически определяли ЕС 50 - (концентрация препарата, оказывающего 50%-ный противовирусный эффект). Результат исследований приведен в таблице 2.Testing of antiviral activity of the drugs was carried out using a cell culture DAUDI and WISH. For this, the cells were seeded in a 96-well plate in an amount of 20 thousand cells / well in a volume of 100 μl / well of the complete Eagle-MEM medium (containing 10% fetal serum 300 mg / L L-glutamine and antibiotic gentamicin 100 mg / ml). Incubated during the day in a CO 2 incubator at 37 ° C in 5% CO 2 atmosphere. After incubation, the cell culture was washed from the Igla-MEM serum medium. For this, the old Igla-MEM medium was removed and, without touching the cell monolayer, 100 μl / well of sterile PBS was added with a multichannel pipette, incubated for 5 min, then physiological was selected the solution, without touching the cell monolayer, and 100 μl / well of Eagle-MEM serum-free medium were added. After washing, the studied preparations were introduced into the cell culture — interferon gamma, FS, and LP in tenfold dilutions (0.001 pM, 0.01 pM, 0.1 pM, 1.0 pM) and incubated for 1 day in a CO 2 incubator at 37 ° C in 5% atmosphere of CO 2 . After incubation, the VSV strain Indiana virus was introduced into the cell culture at a dose of 100 CPD per well in a volume of 100 μl of serum-free Needle-MEM. Working dilution of the virus was obtained by diluting a laboratory standard with a titer of 104 / ml with two consecutive 10-fold dilutions. After the mixture was added to the wells, the cells were incubated for 1-2 days in a CO 2 incubator at 37 ° C until a cytopathic effect appeared. The cells of the plate with cells were washed with sterile saline, PBS, two times 200 μl of buffer, and 100 μl of a solution of 0.1 mg / ml MTT dye in Igla-MEM medium was added. Purple crystals of formazan become noticeable after an incubation of 3-5 hours. To dissolve formazan, 100 μl of isopropyl alcohol are added to the cells. The tablet was spectrophotometrically at 590 nm. The results were plotted on a curve and EC 50 - was determined graphically (concentration of a drug having a 50% antiviral effect). The research result is shown in table 2.

Для ФС и ЛП в сравнении с продающимся интерфероном гамма были изучены механизмы их противовирусной активности в четырех концентрациях (0,001 пМ, 0,01 пМ, 0,1 пМ, 1,0 пМ), Было показано, что коммерческий препарат сравнения интерферон гамма проявил противовирусную активность к модельному вирусу VSV на клетках WISH и DAUDI, что продемонстрировано выраженным повышением оптической плотности в зависимости от типа клеток, противовирусную активность разработанных ФС и ЛП, практически равную с коммерческим препаратом для аналогичного ингибирования цитопатического действия вируса.For FS and LP, in comparison with the sold interferon gamma, the mechanisms of their antiviral activity were studied in four concentrations (0.001 pM, 0.01 pM, 0.1 pM, 1.0 pM). It was shown that the commercial comparison drug interferon gamma showed antiviral activity against the model virus VSV on WISH and DAUDI cells, as demonstrated by a pronounced increase in optical density depending on the type of cells, the antiviral activity of the developed FS and PL, which is almost equal to the commercial drug for similar inhibition of cytopathic Skog of the virus.

Таким образом, рекомбинантный аналог интерферона гамма не изменяет время жизни конформации (заряда) при взаимодействии с рецепторами IFNGR1 и IFNGR2 при одинаковой концентрации по сравнению с природным аналогом, что в свою очередь приводит к одинаковому уровню ингибирования вируса.Thus, the recombinant analogue of interferon gamma does not change the lifetime of the conformation (charge) when interacting with the IFNGR1 and IFNGR2 receptors at the same concentration compared to the natural analogue, which in turn leads to the same level of virus inhibition.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Способ получения гибридного белка, обладающего противовирусной активностью, включающий конъюгацию рекомбинантного аналога интерферона гамма, представленного последовательностью SEQ ID NO: 1, с полимером олигосахаридной природы D3000-7(Sa-Sp)-(Sp-M), имеющим строение, представленное на фиг. 8, где D3000 - диальдегид декстран, (Sa-Sp) - Neu5Ac-Lactose-N(CH)-CH(2)-CH(2)-NH(2), (Sp-M) - Малеимид-СН(2)-NH(2), очистку полученного конъюгированного рекомбинантного белка - аналога интерферона гамма - от неконъюгированных компонентов методами HPLC с гельфильтрационным сорбентом Sephacryl S400 с выходом конечного продукта, содержащего примеси не более 1,2% от общей массы продукта.A method for producing a hybrid protein having antiviral activity, comprising conjugating a recombinant gamma interferon analogue represented by the sequence SEQ ID NO: 1 with an oligosaccharide polymer of the nature D3000-7 (Sa-Sp) - (Sp-M) having the structure shown in FIG. 8, where D3000 is dialdehyde dextran, (Sa-Sp) - Neu5Ac-Lactose-N (CH) -CH (2) -CH (2) -NH (2), (Sp-M) - Maleimide-CH (2) -NH (2), purification of the obtained conjugated recombinant protein - an analog of interferon gamma - from unconjugated components by HPLC with a Sephacryl S400 gel filtration sorbent with a yield of the final product containing impurities of not more than 1.2% of the total product weight.
RU2016144507A 2016-11-14 2016-11-14 Method for obtaining a hybrid protein containing a fused protein analogue of an interferon gamma conjugated with oligosaccharide RU2656140C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016144507A RU2656140C2 (en) 2016-11-14 2016-11-14 Method for obtaining a hybrid protein containing a fused protein analogue of an interferon gamma conjugated with oligosaccharide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016144507A RU2656140C2 (en) 2016-11-14 2016-11-14 Method for obtaining a hybrid protein containing a fused protein analogue of an interferon gamma conjugated with oligosaccharide

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016144507A RU2016144507A (en) 2018-05-14
RU2016144507A3 RU2016144507A3 (en) 2018-05-14
RU2656140C2 true RU2656140C2 (en) 2018-05-31

Family

ID=62152000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016144507A RU2656140C2 (en) 2016-11-14 2016-11-14 Method for obtaining a hybrid protein containing a fused protein analogue of an interferon gamma conjugated with oligosaccharide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2656140C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753191C2 (en) * 2019-09-26 2021-08-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Биологии Развития им. Н.К. Кольцова Российской Академии Наук New recombinant growth hormone analogue with prolonged activity

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296130C2 (en) * 2001-04-06 2007-03-27 Максиджен Холдингз Лтд. Variants of gamma-interferon polypeptide
RU2312868C2 (en) * 2003-03-13 2007-12-20 Ханми Фарм. Ко., ЛТД Physiologically active polypeptide conjugate showing prolonged half-time index in vivo
RU2443713C2 (en) * 2005-02-01 2012-02-27 Organon Nv Conjugates of polypeptide and oligosaccharide
US20120190631A1 (en) * 2009-06-16 2012-07-26 Andrew Graham Watts Materials and methods relating to glycosylation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296130C2 (en) * 2001-04-06 2007-03-27 Максиджен Холдингз Лтд. Variants of gamma-interferon polypeptide
RU2312868C2 (en) * 2003-03-13 2007-12-20 Ханми Фарм. Ко., ЛТД Physiologically active polypeptide conjugate showing prolonged half-time index in vivo
RU2443713C2 (en) * 2005-02-01 2012-02-27 Organon Nv Conjugates of polypeptide and oligosaccharide
US20120190631A1 (en) * 2009-06-16 2012-07-26 Andrew Graham Watts Materials and methods relating to glycosylation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753191C2 (en) * 2019-09-26 2021-08-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Биологии Развития им. Н.К. Кольцова Российской Академии Наук New recombinant growth hormone analogue with prolonged activity

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016144507A (en) 2018-05-14
RU2016144507A3 (en) 2018-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10406209B2 (en) Sialic acid derivatives for protein derivatisation and conjugation
Liu et al. A method for the generation of glycoprotein mimetics
JP5586669B2 (en) N-terminal polysialylation
CA2227891C (en) Conjugation-stabilized therapeutic agent compositions, delivery and diagnostic formulations
Veronese et al. Site-specific pegylation of G-CSF by reversible denaturation
US4745180A (en) Solubilization of proteins for pharmaceutical compositions using heparin fragments
Sato et al. Glycoinsulins: dendritic sialyloligosaccharide-displaying insulins showing a prolonged blood-sugar-lowering activity
WO1988003412A1 (en) Solubilization of proteins for pharmaceutical compositions using polyproline conjugation
Styslinger et al. Site-selective glycosylation of hemoglobin with variable molecular weight oligosaccharides: potential alternative to PEGylation
KR20080027291A (en) Pegylated g-csf polypeptides and methods of producing same
CN104558098A (en) Functionalising reagents and their uses
RU2656140C2 (en) Method for obtaining a hybrid protein containing a fused protein analogue of an interferon gamma conjugated with oligosaccharide
Kunstelj et al. Cysteine-specific PEGylation of rhG-CSF via selenylsulfide bond
WO2006040980A1 (en) Lecithinized superoxide dismutase composition and process for producing the same
JP5197009B2 (en) Sialic acid derivatives
Chen et al. A carbohydrate-binding affinity ligand for the specific enrichment of glycoproteins
CN106749608B (en) Interferon alpha conjugates
JP2854872B2 (en) Insoluble carrier with antimicrobial peptide derived from horseshoe crab blood cell membrane as ligand
RU2661088C1 (en) Method for purification of sustained-release drug based on recombinant interferon beta-1b analogue for the treatment of multiple sclerosis
CA3229988A1 (en) Recombinant glycan binding proteins and its use
JP3056758B2 (en) Glycosylated interleukin-2 containing drug
JPH0761999A (en) Production of saccharide-modified protein
JPH06256394A (en) Modified interleukin 6