ES2235156T3 - Expresion y purificacion de alfa-fetoproteina humana clonada. - Google Patents

Expresion y purificacion de alfa-fetoproteina humana clonada.

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ES2235156T3 ES93915109T ES93915109T ES2235156T3 ES 2235156 T3 ES2235156 T3 ES 2235156T3 ES 93915109 T ES93915109 T ES 93915109T ES 93915109 T ES93915109 T ES 93915109T ES 2235156 T3 ES2235156 T3 ES 2235156T3
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Abstract

EN GENERAL, LA INVENCION CARACTERIZA UN METODO PARA PRODUCIR UNA ALFA-FETOPROTEINA HUMANA EN CELULAS PROCARIOTICAS. EL METODO INCLUYE: SUMINISTRAR UNA CELULA PROCARIOTICA TRANSFORMADA QUE INCLUYA UNA MOLECULA DE ADN RECOMBINANTE QUE CODIFIQUE LA ALFAFETOPROTEINA HUMANA OPERABLEMENTE UNIDA A ELEMENTOS DE SECUENCIA CAPACES DE DIRIGIR LA EXPRESION DE LA ALFA-FETOPROTEINA, Y PERMITIR QUE LA CELULA TRANSFORMADA EXPRESE LA ALFA-FETOPROTEINA HUMANA.

Description

Expresión y purificación de alfa-fetoproteína humana clonada.
Antecedentes de la invención
El campo de la invención es la expresión y la purificación de alfa-fetoproteína humana clonada.
La alfa-fetoproteína (AFP) es una proteína sérica que normalmente se encuentra en niveles importantes en sangre fetal. En sangre adulta, unos elevados niveles de alfa-fetoproteína están asociados a la regeneración del hígado y ciertos carcinomas.
No se conoce la función específica de la alfa-fetoproteína. Papeles sugeridos para la proteína incluyen: albúmina fetal; protección de ataque inmune materno; y protección del estrógeno materno.
Morinaga y otros (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80:4604, 1983) presentan la clonación de AFP humana.
Innis y otros (Arch. Biochem. Biophys. 195:128, 1979) presentan la clonación de un fragmento de aproximadamente 950 pares de bases de AFP humana en E. coli plásmido pBR322.
Nishi y otros (J. Biochem. 104:968, 1988) presentan la expresión de AFP de ratas en E. coli y Saccharomyces Cerevisiae. Nishi y otros también informan de que, en un ensayo de unión de estradiol, rAFP de rata producido por levadura es tan como activo una AFP auténtica, mientras que la rAFP de rata producida por bacterias es esencialmente inactiva. Además, cuando se caracteriza por ensayo radio inmunológico o una prueba de Ouchterlony de doble inmunodifusión, la rAFP de rata producida por levadura tiene un parecido más cercano a la AFP de rata auténtica que la rAFP de rata producida por bacterias. Nishi y otros indican que:
"En la prueba de Ouchterlony de doble inmunodifusión, la rAFP auténtica y de levadura formó una línea de precipitina completamente fundida con anticuerpo para AFP de rata mientras que la rAFP de E. coli mostró una reacción de identidad parcial en una prueba similar. Es probable que la rAFP de levadura funcionalmente activa en este estudio tuviera los pares correctos de puentes disulfuro. Por otra parte, la rAFP de E. coli probablemente no consiguió formarlos."
Yamamoto y otros (Life Sciences 46:1679, 1990) presentan la expresión de AFP humana en la levadura e informan que la rAFP producida así era "inmunológicamente indistinguible de AFP auténtica".
Giuliani y otros (Protein Engineering 2:605, 1989) presentan la expresión de una parte de AFP humana (aminoácidos 38 a 119) en E. coli.
La solicitud de Patente Japonesa nº 88158596 presenta un procedimiento para preparar dominio humano recombinante I AFP en E. coli.
Descripción de la invención
En general, la invención dispone un procedimiento para producir alfa-fetoproteína humana en una célula procariota. El procedimiento incluye disponer una célula procariota transformada que incluye una molécula de ADN recombinante que codifica alfa-fetoproteína humana unida operativamente a un elemento de control de expresión capaz de dirigir la expresión de la alfa-fetoproteína humana, y permitir que la célula transformada exprese alfa-fetoproteína humana. En una realización preferida, la célula procariota es E. coli. En realizaciones más preferidas, el elemento de control de expresión incluye un estimulador Trp de E. coli y el elemento de control de expresión incluye un estimulador Tac de E. coli.
En un aspecto relacionado, la invención dispone también alfa-fetoproteína humana substancialmente pura producida disponiendo una célula procariota transformada que incluye una molécula de ADN recombinante que codifica alfa-fetoproteína humana unida operativamente a un elemento de control de expresión capaz de dirigir la expresión de la alfa-fetoproteína humana, y permitiendo que la célula transformada exprese alfa-fetoproteína huma-
na.
En un aspecto relacionado, la invención presenta una composición terapéutica que comprende alfa-fetoproteína substancialmente pura producida tal como se describe anteriormente.
Por "alfa-fetoproteína humana" se entiende un polipéptido que tiene substancialmente la misma secuencia de aminoácidos que la proteína codificada por el gen de alfa-fetoproteína humana. Moringa y otros (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80:4604, 1983) presenta la secuencia de ADNc complementaria a la alfa-fetoproteína humana.
Por "elemento de control de expresión" se entiende una sucesión de nucleótidos que incluye secuencias de reconocimiento para factores que controlan la expresión de una secuencia de codificación de proteínas a la cual está unida operativamente. En consecuencia, un elemento de control de expresión incluye generalmente secuencias para controlar tanto la transcripción como la traducción, por ejemplo, estimuladores, sitios de enlace de ribosomas, sitios de enlace de represores, y sitios de enlace de activadores.
Por "substancialmente la misma secuencia de aminoácidos" se entiende un polipéptido que presenta por lo menos una homología de un 80% con la secuencia de aminoácidos de origen natural de la alfa-fetoproteína humana, típicamente de una homología de por lo menos un 85% aproximadamente con la secuencia de alfa-fetoproteína humana natural, más típicamente de una homología de por lo menos un 90% aproximadamente, normalmente de una homología de por lo menos un 95% aproximadamente, y más normalmente de una homología de por lo menos un 97% aproximadamente con la secuencia de alfa-fetoproteína humana natural. La longitud de las secuencias de comparación será generalmente de por lo menos 16 aminoácidos, normalmente de por lo menos 20 aminoácidos, más normalmente de por lo menos 25 aminoácidos, típicamente de por lo menos 30 aminoácidos, y preferiblemente de más de 35 aminoácidos.
La homología, para los polipéptidos, se mide típicamente utilizando un software de análisis de secuencias (por ejemplo, el Paquete de Software de Análisis de Secuencias del Genetics Computer Group, de la Universidad del Centro de Biotecnología de Wisconsin, 1710 University Avenue, Madison, WI 53705). El software de análisis de proteínas empareja secuencias similares asignando grados de homología a varias substituciones, deleciones, substituciones, y otras modificaciones. Las substituciones conservadoras incluyen típicamente substituciones dentro de los grupos siguientes: glicina alanina; valina, isoleucina, leucina; ácido aspártico, ácido glutámico, esparraguina, glutamina; serina, treonina; lisina, arginina; y fenilalanina, tirosina.
Tal como aquí se utiliza, el término "substancialmente puro" describe una proteína o polipéptido que ha sido separado de los componentes que lo acompañan de manera natural. Típicamente, una proteína de interés es substancialmente pura cuando por lo menos de un 60% a un 75% de la proteína total en una muestra es la proteína de interés. Variantes o modificaciones químicas menores comparten típicamente la misma secuencia de polipéptidos. Una proteína substancialmente pura comprenderá típicamente más de 85 a 90% aproximadamente de proteína en la muestra, normalmente comprenderá más de por lo menos aproximadamente un 95%, y preferiblemente tendrá una pureza de por encima de aproximadamente un 99%. Normalmente, la pureza se mide en una columna de cromatografía, gel de poliacrilamida, o por mediante un análisis de HPLC.
Una proteína está substancialmente libre de componentes asociados de manera natural cuando está separada de contaminantes nativos que la acompañan en su estado natural. De este modo, una proteína que se sintetiza químicamente o se produce en un sistema celular diferente de la célula de la cual se origina de manera natural estará substancialmente libre de sus componentes asociados de manera natural. De este modo, el término puede emplearse para describir polipéptidos y ácidos nucleicos derivados de organismos eucariotas que han sido sintetizados en E. coli y otros procariotas.
La presente invención propone alfa-fetoproteína humana substancialmente pura. Pueden concebirse diversos métodos para el aislamiento del AFP humano a partir de material biológico, en parte en base a las propiedades estructurales y funcionales de la alfa-fetoproteína humana. Alternativamente, los anticuerpos anti-AFP pueden inmovilizarse sobre un substrato sólido para generar una columna de afinidad altamente específica para la purificación de AFP
humano.
Además de polipéptidos substancialmente de longitud total, la presente invención propone fragmentos recombinantes biológicamente activos de alfa-fetoproteína. Por ejemplo, fragmentos activos de unión del ligando o inmunosupresión.
Los fragmentos de ADN natural o sintético que codifican para la alfa-fetoproteína humana o un fragmento deseado de la misma se incorporarán en estructuras de ADN capaces de la introducción a un cultivo de células y de la expresión en el mismo. Estructuras de ADN preparadas para la introducción en dichos hospedadores incluirán típicamente un origen de repetición que puede utilizar la célula hospedadora, un fragmento de ADN que codifica la parte deseada de la alfa-fetoproteína humana, secuencias de transcripción reguladoras de iniciación traslacional unidas operativamente al segmento que codifica la alfa-fetoproteína, y secuencias de transcripción y terminación traslacional reguladoras unidas operativamente al segmento que codifica la alfa-fetoproteína. Las secuencias reguladoras de transcripción incluirán típicamente un estimulador heterólogo que es reconocido por el hospedador. La selección de un estimulador apropiado dependerá del hospedador, si bien pueden utilizase estimuladores tales como trp, tac y fago estimuladores, estimuladores de tRNA y estimuladores de enzimas glicolíticos bajo circunstancias apropiadas (Sambrook y otros eds., Molecular Closing; Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, NY 1989). En algunos casos puede ser deseable incluir secuencias de reconocimiento situadas adecuadamente para factores capaces de regular la transcripción en la célula hospedadora (por ejemplo, el represor lac de E. coli). Pueden utilizarse vectores de expresión disponibles en el mercado que incluyen el sistema de replicación y secuencias de transcripción y de translación reguladoras junto con sitios apropiados para la inserción de un fragmento de ADN que codifica el gen que se ha de expresar.
Los distintos estimuladores, de transcripción, y de traducción descritos anteriormente se denominan generalmente como "elemento de control de expresión".
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También es posible integrar un fragmento de ADN que codifica todo o parte de la AFP humana en el cromosoma de la célula hospedadora.
Los vectores que contienen los segmentos de ADN de interés pueden transferirse a la célula hospedadora por métodos muy conocidos, que varían en función del tipo de hospedador celular (Sambrook y otros, supra). El término "célula transformada" significa que también incluye la descendencia de una célula transformada.
Hospedadores procariotas útiles para la expresión de alto nivel de proteínas recombinantes incluyen: distintas cepas de E. coli, Bacilus Subtilis, y Pseudomonas.
El procedimiento de la invención dispone un medio a través del cual se generan grandes cantidades de alfa-fetoproteína humana que presenta una actividad biológica. La AFP producida de acuerdo con el procedimiento de la invención presenta actividad biológica a pesar del hecho de que no se modifica de la misma manera que la AFP humana de origen natural.
Otras características y ventajas de la invención serán claras a partir de la siguiente descripción de las realizaciones preferidas, y de las reivindicaciones.
Descripción detallada Construcción de una Biblioteca de ADNc
Se construyó una biblioteca de ADNc fraccionada en tamaños (0,5-3 kb) preparada a partir de ARN poli(A)^{+} aislado de células de hígado (\sim3 gramos de peso húmedo) de un aborto humano de 4,5 meses. (Alternativamente, puede obtenerse una biblioteca de ADNc fetal de Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, CA). El ARN total se preparó mediante el procedimiento de tiocianato de guanidio (Chirgwin y otros, Biochemistry 18:5294, 1979), y se seleccionó mARN por cromatografía de oligo DT-celulosa (Collaborative Research, Bedford, MA). (Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel y otros, eds., Wiley Interscience, Nueva York, 1989). Se sintetizó ADNc utilizando el kit de síntesis de ADNc Librarían II (Invitrogen, San Diego, CA) y se fraccionó sobre un gel de azarosa a 1%. Se extrajeron fragmentos de 0,5 a 3 kb y se ligó al vector pTZ18-RB (Invitrogen), y se utilizó para transformar E. coli. DH1\alphaF' (Invitrogen) competente. Se llevó a cabo un procedimiento colony lifts con filtros Colony/Plaque Screen (DuPont, Wilmington, DE), y las colonias bacterianas transferidas fueron lisadas y desnaturalizados mediante incubación en una solución de 0,5M NaOH, 1,5M NaCl durante 10 minutos. Los filtros se lavaron durante 5 minutos en 1,5M NaCl, 0,50M Tris-HCl (pH 7,6), y se secó al aire. Después se lavaron los filtros 5 veces en cloroformo, se impregnaron en 0,3M NaCl para eliminar residuos celulares, y después se secó al aire. El ADN se fijó a la nitrocelulosa calentando a 80º en vacío durante 2 horas. Los filtros calentados fueron prehibridados durante 3 horas a 37ºC en 6X SCC (1X SSC= 150 mM NaCl, citrato de sodio 15 mM [pH 7,0]), 1X solución de Denhardt (0,2 polivinilpirrolidona, 0,2 gil ESA, 0,2 Ficoll 400), 0,05% pirofosfato de sodio, 0,5% SDS, y 100 \mug/ml ADN E. coli. La hibridación se realizó durante 18-24 horas a 37ºC en la misma solución sin SDS, que contenía 1-2 x 10^{6} cpm/ml de dos oligonucleótidos marcados con ^{32}P mediante fosforilación del extremo 5' (Current Protocols in Molecular Biology, supra). La secuencia de los oligonucleótidos utilizada para explorar la biblioteca: 51-TGTCTGCAGGATGGGGAAAAA-3' (ID. SEQ. nº: 1) y 5'-CATGAAATGACTCCAGTA- 3' (ID. SEQ. nº: 2), corresponden a las posiciones 772 a 792 y a las posiciones 1405 a 1422 de la secuencia de codificación de AFP humana, respectivamente. Los filtros se lavaron dos veces durante 30 minutos a 37ºC con 6X SSC, 0,05% pirofosfato de sodio y una vez durante 30 minutos 48ºC en la misma solución. Los filtros secos fueron expuestos a películas Kodak XAR en presencia de pantallas intensificadoras de Du Pont Cronex Lightning Plus durante 24-48 horas para identificar clones positivos. Los clones positivos fueron aislados, amplificados, y sometidos a análisis de Southern blot (Current Protocols in Molecular Biology, supra). Brevemente, se hidrolizó ADN purificado con los enzimas de restricción apropiados, y los fragmentos resultantes se resolvieron en gel de agarosa al 1%. El ADN fue transferido después a una membrana de nitrocelulosa. Las condiciones de hibridación fueron tal como se ha descrito anteriormente excepto en que se utilizó un tercer oligonucleótido marcado con ^{32}P (5'-CATAGAAATGAATATGGA-3' (ID. SEQ. nº: 3), representando las posiciones 7 a 24 de la zona que codifica la AFP humana) además de las otras dos sondas descritas anteriormente. Se identificaron cinco clones positivos entre las 3.000 colonias cribadas. Se utilizó un clon, el pLHuAFP, en la configuración que se describe a continuación.
Configuración de ADNc de AFP Humana de longitud total
Se creó una estructura que contiene un codon de iniciación de traducción seguido de la secuencia de codificación de la AFP humana y un codon de terminación de traducción utilizando los siguientes cinco fragmentos de ADN.
Fragmento 1: Se calentaron dos oligonucleótidos no fosforilados para formar una molécula de ADN de doble cadena que consiste en un sitio de reconocimiento de EcoRI cohesivo del extremo 5', seguido de un codon de iniciación ATG y los primeros 60 bp del ADNc de AFP humana hasta el sitio de restricción PstI (e inclusive) localizado en la posición 60 en la secuencia de codificación. (En este esquema, el nucleótido 1 es el primer nucleótido del primer codon (Thr) en la proteína madura y corresponde al nucleótido 102 de Morinaga y otros, supra). Este fragmento fue ligado a pUC119 (pUC19 con la zona intergénica de M13 desde HgiA I en 5465 hasta AhaII en 5941 insertados en el sitio Nde I del pUC19) linearizado con Eco RI y Pst I. El ADN resultante fue amplificado en E. coli NM522 (Pharmacia, Piscataway, NJ). La inserción de EcoRI-PstI se recuperó por digestión enzimática del plásmido recombinante seguida de separación electroforética en gel de poliacrilamida al 5% y el aislamiento del gel.
Fragmento 2: Se obtuvo un fragmento de 97 bp de ADNc de AFP humana (posiciones 57 a 153) por digestión de pLHuAFP con PstI y NsiI y gel purificando tal como se ha descrito anteriormente. Este clon contiene toda la zona de codificación de AFP humana así como las secuencias no traducidas 5' y 3'.
Fragmento 3: Se obtuvo un fragmento de 224 bp de ADNc de AFP humana (posiciones 150 a 373) por digestión de pLHuAFP con NsiI y AlwNI y purificando como descrito anteriormente.
Fragmento 5: Se calentaron dos oligonucleótidos no fosforilados para formar 86 bp de ADN de doble cadena que contiene la secuencia de AFP humana desde la posición 1693 en el sitio de Styl al codon de terminación TAA que termina la zona de codificación de la AFP en la posición 1773, seguido de sitio de BamHI cohesivo. Este ADN sintético se utilizó sin más manipulaciones.
Se hidrolizó pBlueScript (StrataGene, La Jolla, CA) completamente con EcoRI y BamHI, y se añadió a la mezcla de ligación que contenía los cinco fragmentos purificados descritos anteriormente. Una ligación de control contenía solamente pBluescript linearizado. Se utilizaron partes de estas dos mezclas de ligación para transformar el E. coli DH5\alpha competente (GIBCO/BRL, Grand Island, NY). Los plásmidos recombinantes fueron aislados de varios transformantes y fueron cribados mediante análisis de enzima de restricción extensivo y secuenciación de ADN. Se seleccionó un plásmida recombinante y se designó como pHuAFP. Se utilizó para la posterior inserción del gen de AFP humana en varios vectores de expresión. El pHuAFP incluye un único fragmento de EcoRI-BamHI que contiene la secuencia de codificación completa para la AFP humana además de un codon de partida ATG en el extremo 5' y un codon final TAA en el extremo 3'.
Vectores de Expresión de AFP
Se consiguió con éxito una síntesis de alto nivel de AFP humana en E. coli en tres sistemas de expresión diferentes. El sistema TRP proporcionó una expresión directa. El sistema RX1 produjo una proteína de fusión que contenía 20 aminoácidos codificados por trpE y secuencias de vectores. El sistema MAL expresó AFP fundido al producto gen malE, una proteína de unión a maltosa de 42 kd.
Sistema de Expresión TRP: El fragmento de codificación de AFP EcoRI-BamHI de 1186 bp del pHuAFP se clonó en el vector de expresión pTrp4 (Olsen y otros, J. Biotechnol. 9:179, 1989) curso abajo del estimulador trp y un sitio de unión d ribosomas modificado.
Brevemente, el pHuAFP fue digerido con EcoRI y BamHI, y los extremos se llenaron utilizando polimerasa de Klenow. El fragmento de AFP de 1186 bp se purificó después en gel. El pTrp4 fue diferido en Clal, los extremos se llenaron utilizando Polimerasa de Klenow, y el vector linearizado fue purificado en gel. El fragmento de AFP de 1186 bp y la parte principal del pTrp4 fueron ligados y se utilizaron para transformar E. coli competente de las cepas siguientes: DH5\alpha, BL21 (F. W. Studier, Brookhaven National Laboratory, Upton, NY), SG927 (American Type culture Collection, Rockville, Md.: Acc. nº 39627), SG928 (ATCC Acc. Nº 39628), y SG935 (ATCC Acc. nº 39623).
Sistema de Expresión RX1: Se clonó ADNc de AFP humana en el vector de expresión pRX1 (Rimm y otros, Gene 75:323, 1989) adyacente al estimulador trp y en el marco de traducción de TrpE. El ADNc de AFP humana se suprimió del pHuAFP por digestión con EcoRI y BamHI y se clonó en pRX1 tratado adecuadamente (BioRad Laboratories, Hércules, CA). Las cepas E. coli descritas anteriormente y CAG456 (D. W. Cleveland, Johns Hopkins University, Baltimore, MD) se transformaron después con la última configuración de plásmido identificada como pRX1/HuAFP.
Sistema de Expresión MAL: El ADNc de AFP se insertó en el vector de expresión pMAL (New England Biolabs, Inc., Beverly, MA) bajo el control del estimulador tac y en el marco de traducción de malE. Brevemente, el pHuAFP fue hidrolizado con BamHI y los extremos fueron suavizados utilizando polimerasa de Klenow. El ADNc de AFP humana fue liberado del resto del ADN plásmido por digestión de EcoRI y después se purificó en gel. El fragmento purificado fue ligado al pMAL-C digerido apropiadamente. Se utilizó un plásmido recombinante orientado correctamente, designado pMAL/HuAFP, para transformar E. coli DH5\alpha, TBI (New England Biolabs) y SG935.
La zona de codificación de AFP utilizada en la configuración de los tres vectores de expresión fue secuenciada y se encontró que codificaba AFP de longitud total.
Expresión de AFP en E. coli
Se incubaron cultivos bacterianos a 30ºC o 37ºC con aireación. Los cultivos durante la noche de E. coli crecieron en un medio LB complementado con los antibióticos apropiados según fue necesario (era tetraciclina-HCl a 50 \mug/ml, y ampicilina-Na a 100 \mug/ml).
Sistemas de Expresión TRP y RX1: El estimulador trp fue inducido bajo condiciones de inanición de triptófano. La inducción se realizó en un medio M9CA preparado tal como sigue: se añadió 1 g de ácidos Casamino (Difco Laboratories, Detroit, MI), 6 g de Na_{2}HPO_{4}, 3 g de KH_{2}PO_{4}, 0,5 g de NaCl, 1 g de NH_{4}Cl a un litro de agua milli-Q (Millipore Corp., Bedford, MA), el pH se reguló a 7,4 y la solución de dispuso en autoclave. El medio enfriado se hace MgSO_{4} 2 mM, CaCl_{2} 0,1 mM, y 0,2% glucosa. Después de una dilución de 100 partes de un cultivo por la noche en M9CA complementado con antibióticos, las células crecieron a 30ºC a A550 de 0,4, se cultivaron por centrifugado, y se guardaron en forma de pellets a -20ºC.
Sistema de Expresión MAL: El estimulador tac fue inducido con el inductor gratuito IPTG. Se diluyeron los cultivos de noche en 100 partes en un medio LB complementado con antibióticos, y las células crecieron a 37ºC a A550 de 0,4. Se añadió después IPTG a una concentración final de 0,3 mm, y las bacterias se incubaron 2 horas adicionales. Las células se cultivaron entonces por centrifugado y se guardaron en forma de pellets a -20ºC.
Detección de AFP expresada en E. coli
Se llevaron a cabo estudios analíticos para determinar la expresión y el comportamiento de AFP recombinante. Los pellets de células fueron suspendidos en una solución de lisis SDS (0,16M Tris-HCl [pH 6,8], 4% w/v SDS, 0,2M DTT, 20% glicerol, 0,02% azul de bromofenol), calentado durante 5 minutos, y utilizada para el análisis mediante SDS-PAGE o bien fueron suspendidos en un buffer de lisis que consistía en Na_{2}HPO_{4} 10 mM, NaCl 30 mM, 0,25% Tween 20, EDTA 10 mM, EGTA 10 mM y se incubó con 1 mg/ml de lisozima a 4ºC durante 30 minutos antes de sonicación en modo pulsado para 3 x 1 minutos al 50% de potencia (Sonics and Materials, Danbury, CT: sonificador modelo VC300). El lisado se centrifugó a 10.000 g durante 20 minutos, y el sobrenadante que contiene la proteína soluble fue decantado en un tubo de prueba separado y se congeló a -20ºC hasta su uso. El pellet que contiene la proteína insoluble fue resuspendido en el buffer de lisis SDS, se calentó durante 5 minutos y se mantuvo a -20ºC hasta su uso. Se analizó la proteína total liberada en el buffer de lisis SDS, así como fracciones solubles y de pellets mediante SDS-PAGE y detección inmunológica tras una transferencia western blot. En estos estudios se examinaron de manera rutinaria geles con azul de Coomassie con un vídeo densitómetro (BioRad, modelo 620). Esto permitió una valoración cualitativa de la cantidad de AFP recombinante producido como un porcentaje de la proteína celular total.
Purificación de AFP Expresado en el Sistema TRP
Todos los procedimientos se llevaron a cabo a 4ºC, salvo que se indique lo contrario. Cada pellet de células congelado a partir de cultivo de un litro fue resuspendido en 25 ml de buffer A de lisis, Tris-HCl 50 mM [pH 7,5], 20% sacarosa, 100 \mug/ml lisozima, 10 \mug/ml PMSF), y se incubó durante 10 minutos. Se añadió EDTA a una concentración final de 35 mM; y el extracto se dejó reposar otros 10 minutos. Tras la adición de 25 ml de buffer B de lisis (Tris-HCl 50 mM [pH 7,5], EDTA 25 mM, 0,2% Tritón X-100), el lisado se incubó 30 minutos adicionales. El lisado celular fue centrifugado a 12.000 g durante 20 minutos, y el precipitado que contiene la AFP recombinante se lavó dos veces con 50 ml de buffer de lavado (Tris-HCl 50 mM [pH 8,0], EDTA 10 mM, 0,2% Tritón X-100), seguido cada vez por centrifugado tal como se ha especificado anteriormente. El precipitado se disolvió en 50 ml de Buffer de desnaturalización (0,1M K_{2}HPO_{4} [pH 8,5], 6M guanidina-HCl, 0,1M 2-mercaptoetanol), sonicado, y después se mezcló en un Nutator (Clay Adams) durante 4 horas. El extracto solubilizado fue diluido en 50 partes en Tris-HCl 50 mM, NaCl 100 mM, EDTA 1 mM, y la proteína de AFP recombinante se dejó renaturalizar 24 horas. Esta etapa de dilución de 50 partes es importante ya que antes de la dilución la AFP parece estar microagregada. Después de la dilución y la reconcentration, la AFP no está agregada. La solución se concentró en 100 partes en membranas YM10 utilizando una unidad de filtración Amicon, y se aclaró mediante un filtro de membranas Millex 0,22 \mum (Millipore). La AFP recombinante se purificó también a temperatura ambiente en una columna Mono Q (Pharmacia) y se equilibró en Tris-HCl 20 mM (pH 8,0) con proteínas enlazadas eluídas utilizando un gradiente lineal de 0-100% NaCl 1M, Tris-HCl 2 mM (pH 8,0). Los fragmentos fueron analizados mediante SDS-PAGE, APAGE, y Western blotting.
Electroforesis en Gel de Poliacrilamida y Procedimientos de Inmunodetección Western
Se llevó a acabo una SDS-PAGE en un sistema de buffer discontinuo y una PAGE alcalina según Hames y otros (Gel Electrophoresis of Proteins: A Practicak Approach, IRL Press, London, 1981) empleando el aparato de electroforesis mini-Protean (BioRad). La detección inmunológica de AFP humano recombinante tras una SDS-PAGE o APAGE se llevó a cabo impregnando los geles en buffer de transferencia (Tris-HCl 12,5 mM, glicina 96 mM, 20% metanol [pH 8,2]) durante 15 min. Después se estratificaron los geles individuales con una membrana Immobilon PVDF (Millipore) y se intercalaron entre las redes de electrodos del dispositivo de transferencia mini-Protean (BioRad), con los geles adyacentes al cátodo. El sistema se sumergió en buffer de transferencia, y se aplicó una corriente de 150 MA durante 2 horas. Los sitios sin reaccionar en las láminas de Immobilon PVDF fueron bloqueados en Tris-HCl 20 mM (pH 7,5), NaCl 500 mM, 3% gelatina durante 1 hora. Se empleó antisuero de AFP antihumano de conejo y anticuerpos IgG de anticonejo de cabra conjugados a fosfatasa alcalina (BioRad) como anticuerpo principal y secundario, respectivamente. La actividad de la fosfatasa alcalina se detectó utilizando 5-bromo-4-cloro-3-indolil fosfato y p-nitroazul de tetrazolio (Bio-Rad).
Cuantificación de la Expresión de AFP
El AFP humano recombinante fue cuantificado utilizando un kit de ELISA de AFP humana (Abbott Laboratories, Chicago, IL).
El rendimiento de la AFP se estimó examinando geles con tinción de plata. Cuando las células SG935 se transforman con el plásmido que codifica la AFP que utiliza el sistema de expresión Trp, la AFP representa de un 2 a un 5% de proteína E. coli celular total (aproximadamente 3-7 mg de AFP por litro de cultivo). Tal como se ha descrito anteriormente, la mayoría de la AFP en el extracto inicial es insoluble. El procedimiento de resolubilization descrito anteriormente permite una recuperación de 50-60% de AFP en forma de AFP monomérica estable y semipurificada (rendimiento aproximado 50 mg/20 l de E. coli). Esto puede purificarse además para dar 25 mg de AFP monomérica puro.
Análisis N-terminal
Se realizaron degradaciones Edman automáticas utilizando un microsecuenciador de fase gas proteína/péptido Porton con un HPLC microbore integrado personalizado para optimizar la secuencia. El análisis de secuencias de proteínas fue asistido mediante el uso de programas seleccionados dentro del paquete de software PC/Gen (Intelligenetics).
Uso
Puede utilizarse AFP humano recombinante y fragmentos de la misma producidos por células procariotas para estándares de diagnósticos y para usos terapéutico.
Puede administrarse AFP recombinante y fragmentos de la misma en una cantidad eficaz, solo o en combinación con un excipiente o diluyente farmacéuticamente aceptable. Los polipéptidos y composiciones pueden administrarse solos o en combinación con otros agentes terapéuticos a través de cualquier medio apropiado, por ejemplo por vía intravenosa, oral, intramuscular o intranasal.
(1) INFORMACIÓN GENERAL
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
SOLICITANTE: Murgita, Robert A.
\vskip0.800000\baselineskip
(ii)
TÍTULO DE LA INVENCIÓN: Expresión y Purificación de Alfa-Fetoproteína Humana Clonada
\vskip0.800000\baselineskip
(iii)
NÚMERO DE SECUENCIAS: 3
\vskip0.800000\baselineskip
(iv)
DIRECCIÓN DE CORRESPONDENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
DESTINATARIO: Fish & Richardson
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
CALLE: 225, Franklin Street
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
CIUDAD: Boston
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
ESTADO: Massachusetts
\vskip0.500000\baselineskip
(E)
PÁIS: EEUU
\vskip0.500000\baselineskip
(F)
CÓDIGO POSTAL: 02110-2804
\vskip0.800000\baselineskip
(v)
FORMULARIO ELECTRÓNICO:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
TIPO DE MEDIO: Disco 3,5'', 1,44 Mb
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
ORDENADOR: IBM PS/2 Modelo 50Z o 55SX
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
SISTEMA OPERATIVO: IMB P.C. DOS (Versión 3.30)
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
SOFTWARE: WordPerfect (Versión 5.0)
\vskip0.800000\baselineskip
(vi)
DATOS DE SOLICITUD ACTUALES:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NÚMERO DE SOLICITUD:
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
FECHA DE SOLICITUD:
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
CLASIFICACIÓN:
\vskip0.800000\baselineskip
(v)
DATOS DE SOLICITUD ANTERIORES:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NÚMERO DE SOLICITUD: 07/767.435
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
FECHA DE SOLICITUD: 27 de Septiembre de 1991
\vskip0.800000\baselineskip
(vi)
INFORMACIÓN DEL ABOGADO/AGENTE:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
NOMBRE: Paul T. Clark
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
Nº de REGISTRO: 30.162
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
Nº de REFERENCIA/SUMARIO: 04844/002001
\vskip0.800000\baselineskip
(v)
INFORMACIÓN DE TELECOMUNICACIONES:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
TELÉFONO: (617)-542-5070
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TELEFAX: (617)-542-8906
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TÉLEX: 200154
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA INDENTIFICACIÓN DE SECUENCIA NÚMERO: 1
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 20
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TRENZADO: simple
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: ID. SECUENCIA nº 1:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
TGTCTGCAGG ATGGGGAAAAA
\hfill
\newpage
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA INDENTIFICACIÓN DE SECUENCIA NÚMERO: 2
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 18
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
\vskip0.500000\baselineskip
(C)
TRENZADO: simple
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: ID. SECUENCIA nº 2:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
CATGAAATGA CTCCAGTA
\hfill
\vskip1.000000\baselineskip
(2) INFORMACIÓN PARA LA INDENTIFICACIÓN DE SECUENCIA NÚMERO: 3
\vskip0.800000\baselineskip
(i)
CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA:
\vskip0.500000\baselineskip
(A)
LONGITUD: 18
\vskip0.500000\baselineskip
(B)
TIPO: ácido nucleico
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(C)
TRENZADO: simple
\vskip0.500000\baselineskip
(D)
TOPOLOGÍA: lineal
\vskip0.800000\baselineskip
(xi)
DESCRIPCIÓN DE LA SECUENCIA: ID. SECUENCIA nº 3:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
\hskip-.1em\dddseqskip
CATAGAAATG AATATGGA
\hfill

Claims (6)

1. Procedimiento para producir alfa-fetoproteína humana biológicamente activa en una célula procariota, que comprende
disponer una célula procariota transformada que incluye una molécula de ADN recombinante que codifica la citada alfa-fetoproteína humana unida operativamente a un elemento de control de expresión capaz de dirigir la expresión de dicha alfa-fetoproteína humana,
cultivar dicha célula transformada, y purificar la citada alfa-fetoproteína humana.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado en que dicha célula procariota es E. coli.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado en que dicho elemento de control de expresión comprende un estimulador Trp de E. coli.
4. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado en que dicho elemento de control de expresión comprende un estimulador Tac de E. coli.
5. Alfa-fetoproteína humana substancialmente pura producida mediante el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
6. Composición terapéutica que comprende la alfa-fetoproteína substancialmente pura producida de la reivindicación 5.
ES93915109T 1991-09-27 1992-10-30 Expresion y purificacion de alfa-fetoproteina humana clonada. Expired - Lifetime ES2235156T3 (es)

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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6288034B1 (en) 1995-01-24 2001-09-11 Martinex R & D Inc. Recombinant human alpha-fetoprotein as an immunosuppressive agent
US6331611B1 (en) 1991-09-27 2001-12-18 Mcgill University Expression and purification of cloned human alpha-fetoprotein
US5965528A (en) * 1991-09-27 1999-10-12 Mcgill University Recombinant human alph-fetoprotein as an immunosuppressive agent
US5674842A (en) * 1994-10-26 1997-10-07 Health Research, Incorporated Growth inhibitory peptide
US7101837B1 (en) 1995-01-24 2006-09-05 Martinex R & D Inc. Recombinant human alpha-fetoprotein as a cell proliferative agent
WO1996022787A1 (en) * 1995-01-24 1996-08-01 Murgita Robert A Recombinant human alpha-fetoprotein and uses thereof
US6534479B1 (en) 1995-01-24 2003-03-18 Martinex R & D Inc. Recombinant alpha-fetoprotein hybrid cytotoxins for treating and diagnosing cancers
US5866329A (en) * 1995-09-27 1999-02-02 Demetriou; Achilles A. Method and probe for detection of gene associated with liver neoplastic disease
US6087334A (en) * 1998-08-21 2000-07-11 Amylin Pharmaceuticals, Inc. Anti-diabetic peptides
US7208576B2 (en) * 1999-01-06 2007-04-24 Merrimack Pharmaceuticals, Inc. Non-glycosylated human alpha-fetoprotein, methods of production, and uses thereof
EP1148779B1 (en) * 1999-01-06 2007-12-12 Merrimack Pharmaceuticals, Inc. Expression of secreted human alpha-fetoprotein in transgenic animals
DE60215823T2 (de) * 2001-08-07 2007-09-06 Novozymes A/S Kohlhydrate und polyole zum lösen der proteinkristalle
EA011606B1 (ru) * 2004-07-14 2009-04-28 Эдуард Борисович Татулов Способы получения и применения рекомбинантного альфа-фетопротеина
KR20090104041A (ko) * 2006-12-19 2009-10-05 메리맥 파마슈티컬즈, 인크. 다발성 경화증을 치료하기 위한 α페토프로테인 및 면역조절제의 병용투여
EP2510941A3 (en) 2007-02-20 2013-01-23 Merrimack Pharmaceuticals, Inc. Methods of treating multiple sclerosis by administration of alpha-fetoprotein in combination with an integrin antagonist
US20100304873A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Lipa Markowitz Bowling Ball and Football Game Controller
CN105732795A (zh) * 2016-03-21 2016-07-06 海南医学院 一种获得人类甲胎蛋白的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH025866A (ja) * 1988-06-27 1990-01-10 Kansai Shin Gijutsu Kenkyusho:Kk ヒトアルファフェトプロテインドメインi遺伝子、対応プラスミド組換体、対応形質転換体、該ドメインiの製造法及び製造された該ドメインi
US5206153A (en) * 1990-06-27 1993-04-27 Snow Brand Milk Products Co., Ltd. Method of producing human α-fetoprotein and product produced thereby

Also Published As

Publication number Publication date
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