RU2693553C1 - Генетическая конструкция pA21/Fab, для получения одноцепочечного антитела, слитого с константным фрагментом иммуноглобулина человека, стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями. - Google Patents

Генетическая конструкция pA21/Fab, для получения одноцепочечного антитела, слитого с константным фрагментом иммуноглобулина человека, стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями. Download PDF

Info

Publication number
RU2693553C1
RU2693553C1 RU2017146638A RU2017146638A RU2693553C1 RU 2693553 C1 RU2693553 C1 RU 2693553C1 RU 2017146638 A RU2017146638 A RU 2017146638A RU 2017146638 A RU2017146638 A RU 2017146638A RU 2693553 C1 RU2693553 C1 RU 2693553C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fab
stereoselectively
genetic construct
organophosphorus compounds
antibody
Prior art date
Application number
RU2017146638A
Other languages
English (en)
Inventor
Юлиана Анатольевна Мокрушина
Андрей Викторович Головин
София Онисеевна Пипия
Иван Витальевич Смирнов
Александр Габибович Габибов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН)
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 науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН)
Priority to RU2017146638A priority Critical patent/RU2693553C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2693553C1 publication Critical patent/RU2693553C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • 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

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генетической конструкции pA21/Fab. Изобретение решает задачу получения рекомбинантного одноцепочечного антитела человека, стереоселктивно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями. 3 ил., 3 пр.

Description

Изобретение относится к биотехнологии, а именно: к технологии получения рекомбинантных антител человека (рчАт) и может быть использовано в медицине в терапии отравлений фосфорорганическими токсинами, для терапии отравлений наркотическими веществами типа кокаин.
В настоящее время антитела имеют широкое применение в медицине и биотехнологии благодаря их способности специфически узнавать и связывать антигены. Возможность искусственно создавать антитела к самым различным соединениям, не имеющим природного аналога, является одной из причин, по которой данная область науки приковывает к себе большое внимание. Однако только на связывании функции антител не ограничиваются. В конце двадцатого столетия была обнаружена способность антител к биокатализу, позволяющая им не только связывать, но и разрушать антиген. На сегодняшний день получено значительное число каталитических антител (абзимов), катализирующих разнообразные химические реакции, для которых не известно природных ферментов. В связи с этим, использование каталитических антител для нейтрализации синтетических ядов открывает широкие перспективы в борьбе с химическими отравлениями, в частности с фосфорорганическими токсинами.
Ранее в результате скрининга полусинтетической библиотеки вариабельных фрагментов генов иммуноглобулинов человека с использованием п-нитрофенил-8-метил-8-азабицикло[3.2.1]октанфенилфосфоната (фосфонат X) была отобрана панель рекомбинантных одноцепочечных антител, способных к ковалентному взаимодействию с фосфорорганическими соединениями. Наибольшей активностью из отобранных антител обладали А5 и А17, для которых было установлено, что ковалентной модификации подвергаются остатки L-Tyr33 и L-Tyr37 соответственно. Отличие в положении ключевого аминокислотного остатка в реакционном центре свидетельствует о возможной реализации разных механизмов взаимодействия абзимов с субстратом. Для антитела А17 было показано, что оно способно гидролизовать пестицид параоксон, взаимодействие с фосфорорганическими субстратами осуществляется по механизму индуцированного соответствия, а изотип константного домена легкой цепи (каппа/лямбда) оказывает влияние на структурную организацию. На основе накопленного широкого спектра структурных и функциональных данных антитело А17 было использовано в качестве модели длянаправленного улучшения его каталитических свойств: методом квантовой механики и молекулярной механики (КМ/ММ) успешно предсказаны и экспериментально охарактеризованы мутанты с улучшенной специфичностью к параоксону.
Большинство фосфорорганических соединений, обладающих токсическим действием, являются хиральными молекулами. Таким образом, создание биологических антидотов стереспецифично взаимодействующих с такими ФОТ целесообразно.
Данное изобретение описывает генетическую конструкцию, предназначенную для получения одноцепочечного антитела слитного с константным доменом антитела человека.
Известен способ получения одноцепочечных антител в клетках линии P. pastoris в составе слитного белка с константным доменом иммуноглобулина мыши (Wang DD, Su MM, Sun Y, Huang SL, Wang J, Yan WQ. Protein Expr Purif. 2012 Nov; 86(l):75-81). В данной работе использовалась одноцистронная система векторов. Авторам удалось получить выход продукта 60 мг/л при использовании 80 литрового ферментера. Недостатком этой системы является получение антитела в виде одноцепочечного фрагмента, так как существуют данные о различии в уровнях специфической активности между Fab-фрагментами и одноцепочечными антителами в пользу первых (Захаров А.В., Смирнов И.В., Серебрякова М.В. и др. // Молекуляр. биология. 2011. Т. 45, №1, С. 86-95).
Известна система получения Fab-фрагмента антитела в составе моноцистронного вектора содержащего сайт гидролиза протеазой KEX2 (Burtet RT1, Santos-Silva MA, Buss GA, Moraes LM, Maranhao AQ, Brigido MM. J Biochem. 2007 Dec; 142(6):665-9). В результате авторам удалось получить функционально активный Fab-фрагмент, однако уровень экспрессии не превышал 10 мг/л культуральной среды.
Описана система получения Fab-фрагмента антитела, состоящая из двух моноцистронных векторов, кодирующих легкие и тяжелые цепи антител, соответственно (Захаров А.В., Смирнов И.В., Серебрякова М.В. и др. // Молекуляр. биология. 2011. Т. 45, №1, С. 86-95). Система позволяла получать до 15 мг/л активного Fab-фрагмента, однако впоследствии была обнаружена невысокая стабильность получаемых препаратов белка, предположительно по причине совыделения и расщепления Fab-фрагментов протеиназами хозяйской клетки.
Для всех представленных антител не описана их стереоспецифичность действия.
Таким образом, не описаны аналоги предлагаемой системы для экспрессии одноцепочечного антитела, стереоспецифично взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями.
Изобретение решает задачу получения рекомбинантного одноцепочечного антитела человека, стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями.
Поставленная задача решается за счет создания генетической конструкции pA21/Fab, кодирующей ген рекомбинантного антитела, и состоящей из плазмиды pFUSE, которая содержит:
высокоэффективный синтетический промотор hEF/HTLV,
нуклеотидную последовательность гена вариабельных доменов легкой и тяжелой цепи антитела
нуклеотидную последовательность, кодирующую линкер (Ser-Gly3)3,
нуклеотидную последовательность гена константного фрагмента иммуноглобулина человека Fc, содержащую в своем составе СН2 и CH3 константные домены тяжелой цепи IgG1 (Fc2-3) и находящуюся в единой рамке считывания с геном вариабельных доменов антитела.
Техническим результатом использования генетической конструкции pA21/Fab является получение одноцепочечного антитела, слитого с константным фрагментом антитела человека и стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями.
Изобретение иллюстрируют следующими графическими материалами:
Рис. 1. Схема генетической конструкции pA21/Fab.
Рис. 2. Электрофоретический анализ экспрессии рекомбинантного антитела, полученного после трансфекции клеток линии НЕК-293.
Рис. 3. Анализ стереопецифичности взаимодействия рекомбинантного антитела.
Изобретение иллюстрируют следующими примерами.
ПРИМЕР 1
Создание генетической конструкции pA21/Fab.
Последовательность гена рекомбинантного антитела получают из генетической конструкции scFv_pHEN2 Reshetnyak et al., JACS 2007 с использованием ПЦР с перекрывающихся праймеров и набора олигонуклеотидов atctcgaggatagcaaagtcacaatcatatgcat, gtcccctatgggcacaccatccacggt, cacaccatccacggtaactttggtccgac, aagcggccgctcagagacccacacaactttctttct и последующим клонированием в вектор pFUSE с использованием эндонуклеаз рестрикции NotI и XhoI, с получением генетической конструкции pA21/Fab (Рис. 1).
ПРИМЕР 2
Трансфекция и аналитическая экспрессия генетической конструкции pA21/Fab.
Полученную генетическую конструкцию pA21/Fab линеаризуют и используют для серии трансфекций клеток линии НЕК-293. Селекцию проводят с использованием антибиотика зеоцина в концентрации 100 мкг/мл. Для отбора клонов штамма-продуцента клетки выращивают в среде Advanced DMEM, содержащей 10% фетальной бычьей сыворотки. При достижении конфлюентности более 90%, проводят замену среды на безбелковую среду ProCHO-4, ProCHO-5 или аналогичные. Через 72 часа среду центрифугируют и анализируют электрофоретически (Рис. 2).
Было установлено, что уровень экспрессии рекомбинантного антитела человека, стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями, составил около 20 мкг/мл.
ПРИМЕР 3
Анализ стереопецифичности взаимодействия рекомбинантного антитела.
Среду после экспрессии инкубируют с 10 мМ раствором субстрата: (R)-изомера или (S)-изомера арил-фосфоната, конъюгированного с биотином.
Электрофоретическое разделение белков в ПААГ в денатурирующих условиях проводят по стандартной методике. Пробы, контрольный образец и образец рекомбинантного антитела, наносят в буфере: 4% ДСН, 0.25 М Трис-HCl рН6.8, 4 мМ ЭДТА-Na рН 8.0, 10% глицерина, 0.25 мг/мл бромфенолового синего. Электрофорез в концентрирующем геле проводят при силе тока 8-10 мА на 1 пластину геля, а вразделяющем геле при 15-20 мА. По окончании электрофоретического разделения белков в денатурирующем ПААГ пластину с гелем используют для переноса на нитроцеллюлозную бумагу. Перенос проводят в течение 40 минут. После чего мембрану последовательно инкубируют в растворе фосфатно-солевого буфера, содержащего 5% бычьего сывороточного альбумина и стрептавидина, конъюгированного с пероксидазой хрена. Визуализацию результатов иммуноблоттинга осуществляют с использованием прибора Bio-Rad Imager. Результаты, подтверждающие стереоселективность взаимодействия рекомбинантного антитела с арил-фосфонатом, представлены на рисунке 3.Приложение 1
Нуклеотидная последовательность рекомбинантной плазмидная ДНК pA21/Fab.
Figure 00000001
Figure 00000002

Claims (1)

  1. Генетическая конструкция pA21/Fab для получения одноцепочечного антитела, слитого с константным фрагментом антитела человека и стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями, состоящая из плазмиды pFUSE, которая содержит высокоэффективный синтетический промотор hEF/HTLV, нуклеотидную последовательность гена вариабельных доменов легкой и тяжелой цепи антитела, соединенных нуклеотидной последовательностью, кодирующей линкер (Ser-Gly3)3, нуклеотидную последовательность гена константного фрагмента иммуноглобулина человека Fc (СН2 и CH3 константные домены тяжелой цепи IgG1), где Fc-фрагмент находится в единой рамке считывания с генами вариабельных доменов антитела.
RU2017146638A 2017-12-28 2017-12-28 Генетическая конструкция pA21/Fab, для получения одноцепочечного антитела, слитого с константным фрагментом иммуноглобулина человека, стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями. RU2693553C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146638A RU2693553C1 (ru) 2017-12-28 2017-12-28 Генетическая конструкция pA21/Fab, для получения одноцепочечного антитела, слитого с константным фрагментом иммуноглобулина человека, стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017146638A RU2693553C1 (ru) 2017-12-28 2017-12-28 Генетическая конструкция pA21/Fab, для получения одноцепочечного антитела, слитого с константным фрагментом иммуноглобулина человека, стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693553C1 true RU2693553C1 (ru) 2019-07-04

Family

ID=67252087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017146638A RU2693553C1 (ru) 2017-12-28 2017-12-28 Генетическая конструкция pA21/Fab, для получения одноцепочечного антитела, слитого с константным фрагментом иммуноглобулина человека, стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями.

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693553C1 (ru)

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BURTET R.T. et al. Production of a recombinant Fab in Pichia pastoris from a Monocistronic expression vector, J Biochem., 2007, Vol.142, N6. *
BURTET R.T. et al. Production of a recombinant Fab in Pichia pastoris from a Monocistronic expression vector, J Biochem., 2007, Vol.142, N6. ЗАХАРОВ А.В. и др. Экспрессия каталитических антител в эукариотических системах, Молекулярная биология, 2011, т.45, н.1. WANG D.D. et al. Expression, purification and characterization of a human single-chain Fv antibody fragment fused with the Fc of an IgG1 targeting a rabies antigen in Pichia pastoris, Protein Expr Purif, 2012, Vol. 86, N1. DHARSHANAN S. et al. Stable expression of H1C2 monoclonal antibody in NS0 and CHO cells using pFUSE and UCOE expression system, Cytotechnology, 2014, Vol.66, N4. TEREKHOVA S. et al. A novel expression cassette delivers efficient production of exclusively tetrameric human butyrylcholinesterase with improved pharmacokinetics for protection against organophosphate poisoning, Biochimie, 2015, Vol.118. *
DHARSHANAN S. et al. Stable expression of H1C2 monoclonal antibody in NS0 and CHO cells using pFUSE and UCOE expression system, Cytotechnology, 2014, Vol.66, N4. *
TEREKHOVA S. et al. A novel expression cassette delivers efficient production of exclusively tetrameric human butyrylcholinesterase with improved pharmacokinetics for protection against organophosphate poisoning, Biochimie, 2015, Vol.118. *
WANG D.D. et al. Expression, purification and characterization of a human single-chain Fv antibody fragment fused with the Fc of an IgG1 targeting a rabies antigen in Pichia pastoris, Protein Expr Purif, 2012, Vol. 86, N1. *
ЗАХАРОВ А.В. и др. Экспрессия каталитических антител в эукариотических системах, Молекулярная биология, 2011, т.45, н.1. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10954498B2 (en) Modified cascade ribonucleoproteins and uses thereof
US8187884B2 (en) Method of enhancing homologous recombination of somatic cells and method of constructing specific antibody
JP7027334B2 (ja) アルファ溶血素バリアントおよびその使用
EP0349578B1 (en) Organism carrying a Single Chain Antibody Domain at its surface.
US8883692B2 (en) Method for cell surface displaying of target proteins using Bacillus anthracis exosporium
CA3044101A1 (en) Crispr/cpf1 systems and methods
CN104804093A (zh) 一种针对cd47的单域抗体
JP2015213511A (ja) 免疫グロブリン溶液を精製するための方法
JP6178846B2 (ja) 組み換え抗体組成物およびその使用方法
EP2957633A1 (en) Method for refolding antibody, process for producing refolded antibody, refolded antibody, and uses thereof
WO2013074371A2 (en) Hybrid organic-inorganic system for producing biofuels
JP2021514634A (ja) アルファ溶血素バリアントおよびその使用
CN104066745A (zh) 溶菌酶作为标签的用途
RU2693553C1 (ru) Генетическая конструкция pA21/Fab, для получения одноцепочечного антитела, слитого с константным фрагментом иммуноглобулина человека, стереоселективно взаимодействующего с фосфорорганическими соединениями.
US8158387B2 (en) Method for cell surface display of target proteins using FadL of E. coli
JP4448138B2 (ja) 大腸菌シグナル配列を用いて抗体断片を分泌する発現ベクター及び抗体断片の大量生産方法
CN109593133B (zh) 一种抗人神经生长因子抗体的电荷异构体分离方法
CN113832127A (zh) 一种限制性内切酶BamHⅠ的突变体及其应用
Banerjee et al. Expression of functional scorpion neurotoxin Lqq-V in E. coli
EP1147419A2 (de) Nachweis von zellen mittels spezifischer zellwand-bindender domänen (cbd) von zellwand-bindenden proteinen
Pan et al. Rapid process for purification of an extracellular β-xylosidase by aqueous two-phase extraction
Lee et al. Engineering IgG1 Fc Domains That Activate the Complement System
JPS62262994A (ja) D−アミノ酸オキシダ−ゼ遺伝子
US20230313121A1 (en) Modified filamentous fungi for production of exogenous proteins
CN117624349A (zh) 鼠源ha标签抗体的人源化设计及表达验证