WO2003051908A1 - Verfahren zur renaturierung von proteinen - Google Patents

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WO2003051908A1
WO2003051908A1 PCT/EP2002/013732 EP0213732W WO03051908A1 WO 2003051908 A1 WO2003051908 A1 WO 2003051908A1 EP 0213732 W EP0213732 W EP 0213732W WO 03051908 A1 WO03051908 A1 WO 03051908A1
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proteins
renaturation
substituted
imidazolium
protein
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Rainer Rudolph
Hauke Lilie
Uta Raue
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/107—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides
    • C07K1/113—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides without change of the primary structure
    • C07K1/1136—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides without change of the primary structure by reversible modification of the secondary, tertiary or quarternary structure, e.g. using denaturating or stabilising agents

Definitions

  • the invention relates to the use of substituted imidazolium salts for renaturation, to reduce the aggregation and / or to increase the thermal stability of proteins and to a method for renaturation, to reduce the aggregation and / or to increase the thermal stability of proteins and renatured proteins were produced with the inventive method.
  • the renaturation of proteins is taken to mean the recovery or restoration of the biological activity and / or the largely correct folding of proteins.
  • the problem of protein restoration is of great importance in biotechnology. Due to developments in molecular biology, it is possible to clone proteins based on their coding sequences and to produce them recombinantly in host organisms. Here, however, the recombinant proteins are often obtained as biologically inactive aggregates, the inclusion bodies. The protein contained in the inclusion bodies must then be converted into the biologically active form by renaturation in vitro.
  • This renaturation is a very complex structural biological process that often leads to very low yields of native protein.
  • An increase in the yield of renatured protein of just a few percent therefore represents a significant improvement and an economic advantage.
  • buffer additives such as urea or guanidine in a non-denaturing concentration can have a positive influence on the folding efficiency.
  • guanidine or urea other chaotropic substances such as alkylurea or organic cosolvents such as, for example, carboxamides or alkylated amines have been used in in vitro folding processes.
  • imidazole is known as a denaturing agent.
  • Yeh et al. Hierachical folding of cytochrome c; Nature Struct. Biol. 7, pp. 443-445, 2000, describes that imidazole can accelerate the kinetics of the folding of the cytochrome C protein.
  • the intramolecular interaction of His33 of the protein with its covalently bound ligand was suppressed by imidazole.
  • imidazole in higher concentrations has a denaturing effect on proteins.
  • the object of the invention is therefore the identification of substances which increase the efficiency of protein folding in vitro and to provide a method with which proteins can be renatured effectively and in greater yield than before.
  • This object is achieved according to the invention by the use of substituted imidazolium salts for renaturation, to reduce the aggregation and / or to increase the thermal stability of proteins and by a method for renaturation, to reduce the aggregation and / or to increase the thermal stability of Proteins in which the proteins to be treated are brought into contact with a liquid medium which contains substituted imidazolium salts.
  • the present invention also relates to proteins which were produced using the method according to the invention.
  • the preferred use according to the invention is the use for the renaturation of proteins.
  • a decrease in aggregation is to be understood according to the invention that the aggregation of proteins, which usually occurs during longer storage periods in liquid media and which is accompanied by a loss or a decrease in the biological functionality, is reduced or even largely prevented.
  • Increasing the thermal stability is to be understood according to the invention that the biological activity or the correct protein folding can be maintained over a long period even at temperatures well above room temperature.
  • the imidazolium salts used according to the invention are preferably liquids which are ionic at room temperature. If the compounds are not liquid at room temperature, the imidazolium salts according to the invention should be in liquid form at least under the treatment conditions and / or be soluble in the liquid medium.
  • the positive charge of the organic component is associated with the ring system and is usually and preferably delocalized in the imidazolium ring.
  • the method is based on the surprising discovery that substituted imidazolium salts suppress the aggregation of proteins and increase the efficiency of renaturation. So far, these organic salts have only been used as solvents in organic synthesis and two-phase catalysis; an influence on structure-forming processes in biochemistry was previously unknown. Other organic salts have also been described to enable more efficient renaturation of proteins, e.g. 3- (l-pyridinio) - 1-propane sulfate or trigonelline hydrochloride (WO 99/18196). For example, these substances have no delocalized positive charge in the heterocyclic ring system. In a direct comparison of their effect on the renaturation of proteins, the imidazolium derivatives of the present invention have a significantly higher efficiency (cf. also the exemplary embodiments and also FIGS. 2 and 3 with FIGS. 8 and 9).
  • the imidazolium rings of the imidazolium salts of the present invention are substituted by alkyl, alkenyl, aryl and / or aralkyl radicals, which in turn can be substituted by functional groups, for example by nitrogen, sulfur and / or Phosphorus-containing groups, whereby different oxidation levels are possible.
  • these functional groups preferred according to the invention are: amine, carboxyl, carbonyl, aldehyde, hydroxyl, sulfate, sulfonate and / or phosphate groups.
  • N atoms of the imidazolium ring can be substituted by the same or different substituents. Both nitrogen atoms of the imidazolium ring are preferably substituted by identical or different substituents. It is also possible and preferred according to the invention that the imidazolium salts are additionally or exclusively substituted on one or more of the carbon atoms of the imidazolium ring.
  • substituents are C 1 -C 4 -alkyl radicals, for example methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl and / or isobutyl radicals, particularly preferably ethyl and / or methyl radicals.
  • preferred substituents are C -C - alkenyl radicals, such as ethylene, n-propylene, isopropylene, n-butylene and / or isobutylene.
  • the imidazolium compounds according to the invention have a water solubility which is particularly suitable according to the invention and which decreases with longer alkyl or alkenyl chains.
  • water solubility can in turn be improved by solubility-promoting substituents on the alkyl or alkenyl chains, for example by sulfate, sulfonate, amino or phosphate residues.
  • the invention also alkyl and alkenyl substituents having more than 4 carbon atoms, wherein for example. Cs-C o t-alkyl or alkenyl substituents are also not preferred.
  • Cs-do-alkyl or alkenyl radicals are further preferred if they have one or more further substituents on the alkyl and / or alkenyl groups, such as phosphate, sulfonate, amino and / or phosphate groups.
  • preferred aryl substituents are mono- and / or bicyclic aryl radicals, phenyl, biphenyl and / or naphthalene and derivatives of these compounds with hydroxyl, sulfonate, sulfate, amino, aldehyde, carbonyl and / or carboxy groups.
  • preferred aryl substituents are phenol, biphenyl, biphenol, naphthalene, naphthalene carboxylic acids, naphthalene sulfonic acids, biphenylols, biphenyl carboxylic acids, phenol, phenyl sulfonate, and / or phenol sulfonic acids.
  • Preferred aralkyl radicals are benzyl or substituted benzyl radicals.
  • the imidazolium ring has a methyl radical on at least one N atom.
  • the imidazolium salts used according to the invention are preferably liquids, ie they are preferably ionic liquids at room temperature (approx. 25 ° C.).
  • non-liquid imidazolium salts can also be used at room temperature but should be in liquid form under the renaturation conditions or should be soluble in the liquid medium.
  • Imidazolium salts differ significantly in their properties from imidazole.
  • imidazolium salts are hydrophilic, whereas imidazole is hydrophobic and has a denaturing effect on proteins.
  • halogens and halogen-containing ions are particularly suitable according to the invention. Chloride and tetrafluoroborate are particularly preferred. Phosphate, sulfate and isocyanate are also preferred.
  • Imidazolium salts which can be used with particular preference according to the invention are: l-ethyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate, l-ethyl-3-methyl-imidazolium chloride, l-butyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate.
  • proteases preferably serine proteases, in particular thrombin, factor Xa, caspases, cathepsins, trypsin and chymotrypsin, cysteine proteases, acidic proteases such as pepsin or rennin, metalloproteases such as thermolysin; Protease inhibitors, preferably pepstatins, tipain, chemostatins, elastinal, leupeptins, bestatin, antithrombin 111; DNA-binding proteins, preferably transcription factors, in particular NF Kappa B and members of the Jun, Fos, Krox, Myc, E2F families, viral T antigens; viral proteins, e.g. viral coat proteins, capsid proteins, viral
  • Protein kinases preferably tyrosine kinases and / or serine kinases; Proteins of the immunoglobulin superfamily, for example antibodies and fragments thereof; Growth factors, eg epidermal growth factor (EGF), erythropoeietin, fibroblast growth factor (FGF), insulin-like growth factors I and II (IGF I and IGF II), interlaukin-2 (E -2), nerve growth factor (NGF), transforming growth factor -ß (TGF- ß) and / or platelet growth factor (PDGF) as well as proteins and fragments derived from these proteins.
  • EGF epidermal growth factor
  • FGF erythropoeietin
  • FGF fibroblast growth factor
  • IGF I and IGF II insulin-like growth factors I and II
  • E -2 interlaukin-2
  • NGF nerve growth factor
  • TGF- ß transforming growth factor -ß
  • PDGF platelet growth factor
  • disulfide-free and disulfide-bridged proteins can be renatured and / or their thermal stability improved and / or their aggregation prevented or reduced.
  • Multi-domain proteins and complex disulfide-bridged proteins can be particularly preferably treated, such as e.g. Lysozyme, rPA (recombinant plasmin o-activator, trade name Replase), alpha-glucosidase, antibodies and fragments and / or growth factors derived from them.
  • Lysozyme e.g. Lysozyme
  • rPA recombinant plasmin o-activator, trade name Replase
  • alpha-glucosidase e.g. plasmin o-activator, trade name Replase
  • a buffer system suitable for the protein to be treated is preferably used as the liquid medium.
  • Tris, Hepes, Mes, Mops, acetate, glycine and / or phosphate can preferably be used as buffer substances, the buffer concentration in the liquid medium preferably being 10-1000 mM, more preferably 5-200 mM, likewise preferably 10-200 mM and further is preferably 10-50 mM.
  • the pH of the buffer system is preferably 4-1 1, more preferably 7.5-10.5.
  • the pH during renaturation is preferably about 8
  • the pH is preferably about 10.5.
  • the buffer composition parameters can be individually adapted and optimized for other proteins to be renatured, so that a maximum yield of renatured protein is obtained.
  • the proteins to be reanurated or to be treated are preferably brought into contact with the liquid medium by diluting, dialyzing and / or diafiltering the protein to be treated with the liquid medium.
  • a re-buffering of the denatured protein in the renaturation buffer should be ensured during renaturation.
  • the protein concentration of the protein to be treated is preferably 5 to 500 ⁇ g / ml, preferably 10 to 100 ⁇ g / ml, more preferably approximately 50 to 100 ⁇ g / ml. These values can be adapted to the solubility properties of the protein by a person skilled in the art for the particular protein to be renatured or treated.
  • the method according to the invention is suitable for the renaturation of disulfide-free and disulfide-bridged proteins.
  • Disulfide-free proteins are preferably brought into contact with the renaturation medium which contains substituted imidazolium salts in the presence of a reducing agent, such as DDT, DTE and / or cysteine, preferably in a concentration of 1-10 mM.
  • a reducing agent such as DDT, DTE and / or cysteine
  • renulfide-bridged proteins When renulfide-bridged proteins are renatured, they are preferably brought into contact in the presence of a redox system composed of reduced and oxidized thiol substances such as DTT, DTE, glutathione, cysteine, mercaptoethanol, preferably in a concentration of 1-10 mM.
  • concentration ratios of reduced substances to oxidized substances (“reduced: oxidized”) are preferably 1:10 to 20: 1, preferably 1: 5 to 10: 1, further preferably 1: 1 to 5: 1.
  • the concentration of substituted imidazolium salts when contacting, in particular during renaturation, based on the renaturation medium is preferably 5-95% by volume, further preferably 5-50% by volume, further preferably 10-40% by volume.
  • the optimal concentration for the respective protein can also be determined here by simple experiments.
  • the addition of substituted imidazolium salts in a proportion of 10 to 40% by volume usually gives the best renaturation yields.
  • the concentration can be up to 95% by volume.
  • the above-mentioned vol.% Indications of 10 -40 vol.% Correspond to approximately 0.5-3 M: for the case of 1-ethyl-3-methyl-imidazolium chloride, exactly 0.68-2.73 M
  • the molarities of substituted imidazolium salts, based on the renaturation medium are approximately 0.25-5 M, further preferably 0.25-3.5 M and most preferably approximately 0.5-3 M ,
  • the duration of the renaturation is usually preferred: 0.1-100 h, further preferably 1-50 h, more preferably approximately 2-20 h.
  • the renaturation is preferably carried out at low temperatures of 0-37 ° C., preferably 5-15 ° C., since the aggregation reactions increase at higher temperatures.
  • the biological activity of the protein and the aggregation behavior over the course of the process can preferably be measured as parameters for optimizing the renaturation.
  • the protein can be added to the renaturation buffer several times in a row or continuously.
  • the method according to the invention is particularly advantageously suitable for renaturing proteins.
  • the liquid medium for the renaturation of proteins contains, in addition to the substituted imidazolium salts, other known renaturation substances or substances that support the renaturation, such as e.g. Urea, guanidine, L-arginine, alkylurea, carboxamides, alkylated amines, Tris buffers, polyethylene glycol and / or detergents.
  • FIG. 1 shows the renaturation yield in% for lysozyme as a function of the concentration of l-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate;
  • FIG. 2 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of l-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate
  • FIG. 3 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride
  • FIG. 4 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of 4-methyl-N-butyl-pyridinium tetrafluoroborate
  • FIG. 5 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of l-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate
  • FIG. 6 is a graphic representation of the aggregation of rPA during the renaturation, determined by means of light scattering, 0% and 5% l-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate being contained.
  • Figure 7 shows the concentration of dissolved nGLPIR in the absence and in the presence of 5% l-ethyl-3-methyl-imidazolium chloride.
  • FIG. 8 is a graphical representation of the aggregation behavior of rPA as a function of temperature and for different concentrations of l-ethyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate, determined by means of light scattering;
  • FIG. 9 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of 3- (l-pyridinio) -l-propanesulfate;
  • FIG. 10 shows the renaturation yield of rP A as a function of the concentration of trigonelline hydrochloride
  • Lysozyme, rPA or inclusion body proteins are denatured and reduced with a protein concentration of 0.5 - 20 mg / ml in 0.1 M Tris, pH 8, 6 M guanidine hydrochloride, 1 mM EDTA, 200 mM DTT for at least 2 h at room temperature , The pH is then lowered to about pH 2 by adding HCl.
  • the denatured protein can be dialyzed against 100 times the volume 6 M guanidine hydrochloride, pH 2. The concentration of the denatured protein is determined using the Bradford assay (Bradford, 1976) or spectroscopically.
  • Lysozyme is renatured by a 1: 100 dilution of the denatured, reduced protein in the renaturation buffer preheated to 10 ° C.
  • the final concentration of the protein is 200 ⁇ g / ml.
  • 0.05 M Tris, pH 8, 1 mM ED- is used as the renaturation buffer.
  • the reducing agent used is 2 mM DTT, which is introduced by dilution from the denaturation mixture.
  • the samples are dialyzed against 100 times the volume of 0.05 M Tris, pH 8.1, 1 mM EDTA overnight.
  • the enzyme activity of lysozyme is measured photometrically and quantified using a calibration line.
  • FIG. 1 shows the dependence of the renaturation yield of lysozyme on the concentration of the salt l-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate.
  • lysozyme can be quantitatively, ie 100%, oxidatively renatured.
  • the rPA in 6 M guanidine, pH 2 is renatured by a 1: 100 dilution in 0.1 M Tris, pH 10.5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH (reduced glutathione) in the presence of different concentrations of l-ethyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate.
  • the renaturation is carried out at 10 ° C. for at least 16 h. After renaturation, the samples are dialyzed against 100 times the volume of 0.1 M Tris, pH 8.1, mM EDTA overnight.
  • the enzyme activity of rPA is determined using the Chromozym-tPA assay (Röche Diagnostics) and quantified using a calibration curve for the native rPA.
  • FIG. 2 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of the salt 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate.
  • the renaturation yield is 23% in the presence of 20-30% by volume of 1-ethyl 1-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate.
  • the rPA in 6 M guanidine, pH 2 is renatured by a 1: 100 dilution in 0.1 M Tris, pH 10.5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in the presence of different concentrations of 1-ethyl -3-methyl-imidazolium chloride.
  • the renatural tion is carried out at 10 ° C for at least 16 h.
  • the samples are dialyzed against 100 times the volume of 0.1 M Tris, pH 8.1, 1 mM EDTA overnight.
  • the enzyme activity of rPA is determined with the help of the ChromozymtPA assay (Röche Diagnostics) and quantified using a calibration line for the native rPA.
  • FIG. 3 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of the salt 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride.
  • the renaturation yield is 26% in the presence of 20-25% by volume of 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride.
  • the rPA in 6 M guanidine, pH 2 is renatured by a 1: 100 dilution in 0.01 M Tris, pH 10.5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in the presence of different concentrations of 4 -methyl-N-butyl-pyridinium tetrafluoroborate.
  • the renaturation is carried out at 10 ° C. for at least 16 h. After renaturation, the samples are dialyzed against 100 times the volume of 0.1 M Tris, pH 8.1, 1 mM EDTA overnight.
  • the enzyme activity of rPA is determined with the help of the chromozym tPA assay (Röche Diagnostics) and quantified using a calibration line for the native rPA.
  • FIG. 4 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of the salt 4-methyl-N-butyl-pyridinium tetrafluoroborate. As the concentration of 4-methyl-N-butyl-pyridinium tetrafluoroborate increases, the renaturation yield of rPA increases. At a concentration of 94% (v / v) 4-methyl-N-butyl-pyridinium tetrafluoroborate, the yield of renatured rPA is 13.5%.
  • the rPA in 6 M guanidine, pH 2 is renatured by a 1: 100 dilution in 0.1 M Tris, pH 10.5, 1 M EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in the presence of different concentrations of l-butyl -3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate.
  • the renaturation is carried out at 10 ° C. for at least 16 h. After renaturation the samples dialyzed against 100 times the volume of 0.1 M Tris, pH 8.1 M EDTA overnight.
  • the enzyme activity of rPA is determined with the help of the chromozym tPA assay (Röche Diagnostics) and quantified using a calibration line for the native rPA.
  • FIG. 5 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of the salt 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate.
  • the renaturation yield is 8% in the presence of 20% (v / v) l-butyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate.
  • Example 7 Aggregation of rPA during renaturation
  • the rPA in 6 M guanidine, pH 2 is renatured by a 1: 100 dilution in 0.1 M Tris, pH 10.5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in the presence or absence of 5%. l-ethyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate.
  • the reaction is carried out at 10 ° C in a viable fluorescent cell.
  • the aggregation of the protein is recorded by measuring the light scatter with 360 nm excitation and 360 nm emission.
  • FIG. 6 shows the buffer-corrected plateau value of the aggregation measurements from the rPA renaturation in the absence of the salt (open bar) and in the presence of 5% by volume of 1-ethyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate (filled bar).
  • the aggregation of the rPA to be renatured is almost completely suppressed.
  • the natively structured receptor domain was incubated in 0.4 M potassium phosphate, pH 6.3, 0.4 M ammonium sulfate, 20 ° C. in the presence and absence of 5% l-ethyl-3-methyl-imidazolium chloride at various protein concentrations overnight , The protein aggregates were then centrifuged off at 70,000 rpm and the proportion of soluble protein was quantified by means of absorption spectroscopy at 280 nm. The maximum achievable concentrations of soluble protein are compared in FIG. 7. The example thus shows the increase in solubility or the reduction in aggregation by substituted imidazolium salts.
  • Native rPA in a concentration of 20 ⁇ g / ml in 0.1 M Tris, pH 10.5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in the presence of various concentrations of 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate heated at a heating rate of approx. 0.3 ° C / min from 20 ° C to 90 ° C.
  • the state of aggregation of the protein is analyzed using light scattering.
  • the sample is excited in a fluorimeter at 360 nm and the signal is also detected at 360 nm.
  • FIG. 8 shows the aggregation behavior of rPA during thermal denaturation (filled circles by volume-O%, filled triangles by 5% by volume, open circles by 12% by volume, open triangles by 20% by volume of 1-ethyl 3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate).
  • the aggregation of rPA in the absence of 1-ethyl 1-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate begins at 55 ° C.
  • the rPA in 6 M guanidine, pH 2 is renatured by a 1: 100 dilution in 0.1 M Tris, pH 10.5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in the presence of different concentrations of 3 - (l-pyridinio) -l-propane sulfate.
  • the renaturation is carried out at 10 ° C. for at least 16 h. After renaturation, the samples are dialyzed against 100 times the volume of 0.1 M Tris, pH 8.1, 1 mM EDTA overnight.
  • the enzyme activity of rPA is determined using the Chromozym-tPA assay (Röche Diagnostics) and quantified using a calibration curve for the native rPA.
  • FIG. 9 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of the salt 3- (l-pyridinio) -l-propanesulfate.
  • the maximum renaturation yield is 18% in the presence of 30% by volume of 3- (l-pyridinio) -l-propanesulfate.
  • Example 11 Renaturation of rPA with trigonelline hydrochloride (comparative example)
  • the rPA in 6 M guanidine, pH 2 is renatured by a 1: 100 dilution in 0.1 M Tris, pH 10.5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in the presence of different concentrations of trigonellin hydrochloride.
  • the renaturation is carried out at 10 ° C. for at least 16 h. After renaturation, the samples are dialyzed against 100 times the volume of 0.1 M Tris, pH 8.1, 1 mM EDTA overnight.
  • the enzyme activity of rPA is determined with the help of the chromozyme-tPA assay (Rohe Diagnostics) and quantified using a calibration line for the native rPA.
  • FIG. 10 shows the renaturation yield of rPA as a function of the concentration of the trigonelline hydrochloride salt. No improved renaturation of rPA can be observed in the presence of the salt.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von substituierten Imidazoliumsalzen zur Renaturierung, zur Verminderung der Aggregation und/oder zur Erhöhung der thermischen Stabilität von Proteinen sowie ein Verfahren zur Renaturierung von Proteinen, zur Verminderung der Aggregation und/oder zur Erhöhung der thermischen Stabilität von Proteinen sowie renaturierte Proteine, die mit dem erfindungsgemässen Verfahren her-gestellt wurden. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren werden die zu behandelnden Proteine mit einem flüssigen Renaturierungsmedium, welches substituierte Imidazolium-salze enthält, in Kontakt gebracht.

Description

VERFAHREN ZURRENATURIERUNG VON PROTEINEN
Die Erfindung betrifft die Verwendung von substituierten Imidazoliumsalzen zur Renaturierung, zur Verminderung der Aggregation und/oder zur Erhöhung der thermischen Stabilität von Proteinen sowie ein Verfahren zur Renaturierung, zur Verminderung der Aggregation und/oder zur Erhöhung der thermischen Stabilität von Proteinen sowie renaturierte Proteine, die mit dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellt wurden.
Unter Renaturierung von Proteinen wird in diesem Zusammenhang die Gewinnung oder Wiederherstellung der biologischen Aktivität und/oder der weitgehend korrekten Faltung von Proteinen angesehen. Dem Problem der Proteinrenaturiemng kommt in der Biotechnologie eine große Bedeutung zu. Aufgrund der Entwicklungen in der Molekularbiologie ist es möglich, Proteine, ausgehend von deren codierenden Sequenzen zu klonieren und rekombinant in Wirtsorganismen zu produzieren. Hierbei fallen die rekombinanten Proteinen allerdings häufig als biologisch inaktive Aggregate, den inclusion bodies, an. Das in den inclusion bodies enthaltene Protein muß anschließend durch Renaturierung in vitro in die biologisch aktive Form überführt werden.
Diese Renaturierung ist ein sehr komplexer strukturbiologischer Prozeß, der häufig nur in sehr geringen Ausbeuten an nativem Protein mündet. Bereits Steigerungen der Ausbeute an renaturiertem Protein von wenigen Prozent stellen daher eine wesentliche Verbesserung und einen wirtschaftlichen Vorteil dar.
Bei der in vitro Faltung von inclusion body Proteinen beobachtet man meist eine kinetische Konkurrenz zwischen der korrekten Faltung und unproduktiven Nebenreaktionen wie Fehlfaltung und Aggregation. Die Aggregationsprozesse beruhen meist auf hydrophoben Wechselwirkungen der weitgehend entfalteten Polypeptidketten oder nichtnativer, partiell gefalteter Inteimediate. Unabhängig von ihrer molekularen Ursache weisen diese Aggregationsprozesse eine Reaktionsordnung von > 2 auf. Dementsprechend erhöht sich die Geschwindigkeit der unproduktiven Aggregationsreaktionen bei Erhöhung der Konzentration der entfalteten Poly- peptidkette. Da die korrekten Faltungsprozesse meist durch Reaktionen erster Ordnung be- stimmt werden, bedeutet dies, dass die Aggregationsreaktionen bei Erhöhung der Konzentration an denaturiertem Protein über die korrekte Faltung dominieren. Aus diesem Grund werden in vitro Faltungsreaktionen meist bei sehr niedriger Proteinkonzentration durchgeführt. Zusätzlich müssen physikalische Parameter wie pH, Ionenstärke, Redoxsystem und Tempe- ratur für die Renaturierung von Proteinen optimiert werden. Allerdings führt auch dies häufig nicht zu dem gewünschten Erfolg.
Weiterhin ist schon seit langem bekannt, dass Pufferzusätze wie Harnstoff oder Guanidin in nicht denaturiender Konzentration einen positiven Einfluß auf die Faltungseffizienz haben können. Als Alternative zu Guanidin oder Harnstoff wurden auch andere chaotrope Stoffe wie Alkylharnstoff oder organische Cosolvenzien wie beispielsweise Carbonsäureamide oder al- kylierte Amine bei in vitro Faltungsprozessen verwendet.
Im Falle der Renaturierung von humanem Gewebsplasminogenaktivator aus E. coli inclusion bodies wurde beobachtet, dass die Ausbeute bei der in vitro Faltung durch Zusatz von L- Arginin gesteigert werden kann. Weitere Studien haben gezeigt, dass auch bei der in vitro Faltung anderer Proteine wie Antikörperfragmente oder Immunotoxine die Faltungseffizienz durch L-Arginin verbessert werden kann. Obgleich Arginin eine Guanidinogruppe enthält, wirkt es nicht so stark strukturdestabilisierend wie Guanidin. Dementsprechend erhöht Argi- nin vermutlich die Löslichkeit von entfalteten Polypeptidketten oder von Faltungsintermedi- aten, ohne dass es die native Proteinstruktur signifikant destabilisiert. Weitere Additive zur Erhöhung der in vitro Faltungseffizienz sind hochkonzentrierte Tris-Puffer, Polyethylenglycol oder Detergenzien. Durch Verwendung gemischter Mizellen (beispielsweise aus Triton X 100 und Phospholipiden) wurden ebenfalls verbesserte Faltungsausbeuten erzielt. Diese gemisch- ten Mizellen enthalten sowohl polare als auch unpolare Gruppen, die vermutlich durch Wechselwirkungen mit Faltungsintermediaten deren Aggregation unterdrücken. In der Veröffentlichung Amersham Pharmacia Biotech; Data File: Affinity Chromatography, HiTrap Chelating 1 ml und 5 ml; 18-1134-78 AB, S. 1-6; 05.2000 ist eine Renaturierung eines His6-getaggten Proteins auf einer Ni2+-NTA-Säule beschrieben. Im Renaturierungspuffer sind 20 mM Imidazol enthalten. Diese Konzentration an Imidazol unterbindet unspezifische
Wechselwirkungen zwischen Proteinen und der Säulenmatrix, bewirkt aber keine Renaturierung. Imidazol ist vielmehr als Denaturierungsmittel bekannt. In Yeh et al., Hierachical folding of cytochrome c; Nature Struct. Biol. 7, S. 443-445, 2000, ist beschrieben, daß Imidazol die Kinetik der Faltung des Proteins Cytochrom C beschleunigen kann. Durch Imidazol wurde die intramolekulare Wechselwirkung von His33 des Proteins mit seinem kovalent gebundenen Liganden unterdrückt. Imidazol in höheren Konzentrati - onen wirkt grundsätzlich denaturierend auf Proteine.
Trotz einer Vielzahl von in der Literatur angegebenen Protokollen zur Renaturierung von Proteinen ist die industrielle Nutzung dieser Technik noch nicht weit vorangeschritten. Die Gründe hierfür liegen sowohl in den technischen als auch biochemischen Schwierigkeiten. Da auch unter optimalen Bedingungen die Renaturierung von Proteinen nur bei sehr niedrigen Proteinkonzentrationen möglich ist, erfordert eine industrielle Produktion die Aufarbeitung sehr großer Renaturierungsvolumen. Darüber hinaus ist auch unter optimierten Bedingungen die Renaturierungseffizienz vieler Proteine nur gering.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Identifizierung von Substanzen, die die Effizienz der Proteinfaltung in vitro steigern und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Proteine effektiv und in größerer Ausbeute als bisher renaturiert werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Verwendung von substituierten Imida- zoliumsalzen zur Renaturierung, zur Verminderung der Aggregation und/oder zur Erhöhung der thermischen Stabilität von Proteinen sowie durch ein Verfahren zur Renaturierung, zur Verminderung der Aggregation und/oder zur Erhöhung der thermischen Stabilität von Proteinen, bei dem die zu behandelnden Proteine mit einem flüssigen Medium, welches substituierte Imidazoliumsalze enthält, in Kontakt gebracht werden. Die vorliegende Erfindung be- trifft auch Proteine, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden.
Die bevorzugte erfindungsgemäße Verwendung ist die Verwendung zur Renaturierung von Proteinen.
Unter Verminderung der Aggregation ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass die Aggregation von Proteinen, die üblicherweise bei längeren Aufbewahrungszeiträumen in flüssigen Medien auftritt und womit ein Verlust oder eine Verminderung der biologischen Funktionsfähigkeit einhergeht, vermindert oder sogar weitgehend verhindert wird. Unter Erhöhung der thermischen Stabilität ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass die biologische Aktivität bzw. die korrekte Proteinfaltung auch bei Temperaturen bis weit oberhalb Raumtemperatur über längere Zeit beibehalten werden kann.
Bei den erfindungsgemäß verwendeten Imidazoliumsalzen handelt es sich bevorzugt um bei Raumtemperatur ionische Flüssigkeiten. Falls es sich nicht um bei Raumtemperatur flüssige Verbindungen handelt, sollten die erfindungsgemaßen Imidazoliumsalze zumindest bei den Behandlungsbedingungen in flüssiger Form vorliegen und/oder in dem flüssigen Medium löslich sein. Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Imidazoliumsalzen ist die positive Ladung der organischen Komponente mit dem Ringsystem assoziiert und üblicherweise und bevorzugt in dem Imidazoliumring delokalisiert.
Das Verfahren beruht auf der überraschenden Entdeckung, dass substituierte Imidazoliumsalze die Aggregation von Proteinen unterdrücken und die Effizienz der Renaturierung stei- gern. Bisher wurden diese organischen Salze lediglich als Lösungsmittel in der organischen Synthese und der Zwei-Phasen-Katalyse eingesetzt, ein Einfluss auf strukturbildende Prozesse in der Biochemie war bislang unbekannt. Auch für andere organische Salze ist beschrieben worden, dass sie eine effizientere Renaturierung von Proteinen ermöglichen, wie z.B. 3-(l- Pyridinio)- 1 -propansulfat oder Trigonellin-Hydrochlorid (WO 99/18196) . Diese Substanzen weisen bspw. keine delokalisierte positive Ladung im heterocyclischen Ringsystem auf. Im direkten Vergleich ihrer Wirkung auf die Renaturierung von Proteinen weisen die Imidazoli- umderivate der vorliegenden Erfindung eine deutlich höhere Effizienz auf (vgl. auch die Ausführungsbeispiele sowie Abb. 2 und 3 mit Abb. 8 und 9).
Es ist bevorzugt, dass die Imidazoliumringe der Imidazoliumsalze der vorliegenden Erfindung durch Alkyl-, Alkenyl- Aryl- und/oder Aralkyl-Reste substituiert sind, welche wiederum durch funktionelle Gruppen substituiert sein können, bspw. durch Stickstoff-, Schwefel-, und/oder Phosphor-haltige Gruppen, wobei verschiedene Oxidationsstufen möglich sind. Erfindungsgemäß bevorzugte Beispiele für diese funktionellen Gruppen sind: Amin-, Carboxyl-, Carbonyl, Aldehyd-, Hydroxy-, Sulfat-, Sulfonat- und/oder Phosphatgruppen.
Erfindungsgemäß können ein oder beide N-Atome des Imidazoliumrings durch gleiche oder unterschiedliche Substituenten substituiert sein. Vorzugsweise sind beide Stickstoffatome des Imidazoliumrings durch gleiche oder unterschiedliche Substituenten substituiert. Es ist erfindungsgemäß auch möglich und bevorzugt, dass die Imidazoliumsalze zusätzlich oder ausschließlich an einem oder weiteren der Kohlenstoffatome des Imidazoliumrings substituiert sind.
Als Substituenten kommen bevorzugt Ci - C -Alkylreste in Frage, z.B. Methyl-, Ethyl-, n- Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl und/oder Isobutylreste, besonders bevorzugt Ethyl- und/oder Methylreste. Ebenfalls bevorzugte Substituenten sind C -C - Alkenylreste, wie Ethylen-, n- Propylen, Isopropylen, n-Butylen und/oder Isobutylen. Bei diesen Cι-C -Alkylresten und C2- C Alkenylresten weisen die erfindungsgemäßen Imidazolium- Verbindungen eine erfindungsgemäß besonders geeignete Wasserlöslichkeit auf, die bei längeren Alkyl- oder Alkenylketten abnimmt. Die Wasserlöslichkeit kann aber durch löslichkeitsfördernde Substituenten an den Alkyl- oder Alkenylketten wiederum verbessert werden, bspw. durch Sulfat- Sulfonat- , Ami- no- oder Phosphatreste. Erfindungsgemäß sind auch Alkyl und Alkenylsubstituenten mit mehr als 4 C-Atomen umfasst, wobei bspw. Cs-Cto-Alkyl- oder Alkenylsubstituenten ebenfalls noch bevorzugt sind. Diese Cs-do-Alkyl- oder Alkenylreste sind weiterhin bevorzugt, wenn sie ein oder mehrere weitere Substituenten an den Alkyl- und/oder Alkenylgruppen aufweisen, wie Phosphat-, Sulfonat-, Amino- und/oder Phosphatgruppen.
Als Arylsubstituenten sind erfmdungsgemäß mono- und/oder bicyclische Arylreste bevorzugt, Phenyl, Biphenyl und/oder Naphthalin sowie Derivate dieser Verbindungen mit Hydroxy-, Sulfonat-, Sulfat-, Amino, Aldehyd-, Carbonyl- und/oder Carboxygruppen. Beispiele für bevorzugte Arylsubstituenten sind Phenol, Biphenyl, Biphenol, Naphthalin, Naphthalincarbonsäuren, Naphthalinsulfonsäuren, Biphenylole, Biphenyl carbonsäuren, Phenol, Phenylsulfonat, und/oder Phenolsulfonsäuren.
Bevorzugte Aralkylreste sind Benzyl- oder substituierte Benzylreste.
Es ist besonders bevorzugt, dass der Imidazoliumring an mindestens einem N-Atom einen Methylrest aufweist.
Die erfindungsgemäß verwendeten Imidazoliumsalze sind bevorzugt Flüssigkeiten, d.h. es handelt sich bevorzugt um bei Raumtemperatur (ca. 25°C) ionische Flüssigkeiten. Es können jedoch ebenso bei Raumtemperatur nicht flüssige Imidazoliumsalze verwendet werden, die aber bei den Renaturierungsbedingungen in flüssiger Form vorliegen sollten bzw. in dem flüssigen Medium löslich sein sollten.
Imidazoliumsalze unterscheiden sich in ihren Eigenschaften deutlich von Imidazol. Insbeson- dere sind Imidazoliumsalze hydrophil, wo hingegen Imidazol hydrophob ist und dieses auf Proteine denaturierend wirkt.
Als anionische Gegenionen für die substituierten Imidazoliumringe sind erfindungs gemäß insbesondere Halogene und halogenhaltige Ionen geeigent. Besonders bevorzugt sind dabei Chlorid und Tetrafluorborat. Weiterhin bevorzugt sind Phosphat, Sulfat und Isocyanat.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt verwendbare Imidazoliumsalze sind: l-Ethyl-3- methyl-imidazolium-tetrafluorborat, l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-chlorid, l-Butyl-3- methyl-imidazolium-tetrafluorborat.
Erfindungsgemäß können bevorzugt die nachfolgenden Proteinklassen und/oder Proteine renaturiert werden, deren thermische Stabilität erhöht werden und/oder deren Aggregation vermindert werden bzw. die nachfolgenden Proteine und/oder Proteinklassen können in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt eingesetzt werden: Proteasen, bevorzugt Serin-Proteasen, insbesondere Thrombin, Faktor Xa, Caspasen, Ca- thepsine, Trypsin und Chymotrypsin, Cystein-Proteasen, saure Proteasen, wie Pepsin oder Rennin, Metallo-Proteasen, wie Thermolysin; Proteaseinhibitoren, bevorzugt Pepstatine, An- tipain, Chemostatine, Elastinal, Leupeptine, Bestatin, Antithrombin 111; DNA-bindende Proteine, bevorzugt Transkriptionsfaktoren, insbesondere NF Kappa B und Mitglieder der Familien Jun, Fos, Krox, Myc, E2F, virale T-Antigene; virale Proteine, z.B. virale Hüllproteine, Kapsidproteine, virale Proteasen, Polymerasen und/oder T-Antigene;
Phosphatasen;
Proteinkinasen, bevorzugt Tyrosinkinasen und/oder Serinkinasen; Proteine der Immunglobulin-Superfamilie, z.B. Antikörper und Fragmente hiervon; Wachstumsfaktoren, z.B. epidermaler Wachstumsfaktor (EGF), Erythropoeietin, Fibroblasten- Wachstumsfaktor (FGF), Insulin-ähnliche Wachstums faktoren I und II (IGF I und IGF II), Interlaukin-2 (E -2), Nervenwachstumsfaktor (NGF), transformierender Wachstumsfaktor-ß (TGF- ß) und/oder Thrombocyten- Wachstumsfaktor (PDGF) sowie von diesen Proteinen abgeleitete Proteine und Fragmente.
Erfindungsgemäß können disulfidfreie und disulfidverbrückte Proteine renaturiert werden und/oder deren thermische Stabilität verbessert und/oder deren Aggregation verhindert bzw. vermindert werden. Besonders bevorzugt können Mehrdomänenproteine und komplex disulfidverbrückte Proteine behandelt werden wie z.B. Lysozym, rPA (rekombinanter Plasmin oge- naktivator, Handelsname Replase), alpha-Glucosidase, Antikörper und von ihnen abgeleitete Fragmente und/oder Wachstumsfaktoren. Diese Proteine/Proteinklassen dienen lediglich als Beispiele, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Liste beschränkt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Renaturierung, zur Verminderung der Aggregation und/oder zur Erhöhung der thermischen Stabilität von Proteinen wird als flüssiges Medium bevorzugt ein für das zu behandelnde Protein geeignetes Puffersystem eingesetzt. Als Puffersubstanzen sind Tris, Hepes, Mes, Mops, Acetat, Glycin und/oder Phosphat bevorzugt ein- setzbar, wobei die Pufferkonzentration in dem flüssigen Medium bevorzugt 10 - 1000 mM, bevorzugter 5-200 mM, ebenfalls bevorzugt 10 - 200 mM und weiterhin bevorzugt 10 - 50 mM beträgt. Der pH- Wert des Puffersystems beträgt vorzugsweise 4 - 1 1, weiterhin bevorzugt 7,5 - 10,5. Für Lysozym beträgt der pH- Wert bei der Renaturierung vorzugsweise etwa 8, und für die Renaturierung von rPA beträgt der pH- Wert vorzugsweise etwa 10,5. Für ande- re zu renaturierende Proteine können die Pufferzusammensetzungsparameter individuell angepaßt und optimiert werden, so dass eine maximale Ausbeute an renaturiertem Protein erhalten wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Renaturierung von Proteinen erfolgt das Inkon- taktbringen der zu reanurierenden bzw. zu behandelnden Proteine mit dem flüssigen Medium bevorzugt, indem das zu behandelnde Protein mit dem flüssigen Medium verdünnt, dialysiert und/oder diafiltriert wird. Grundsätzlich sollte bei einer Renaturierung eine Umpufferung des denaturierten Proteins in den Renaturierungspuffer gewährleistet sein.
Beim Inkontaktbringen, insbesondere bei der Renaturierung, beträgt die Proteinkonzentration des zu behandelnden Proteins bevorzugt 5 - 500 μg/ml, bevorzugt 10 - 100 μg/ml, noch bevorzugter ungefähr 50 - 100 μg/ml. Diese Werte können von einem Fachmann für das jeweilige zu renaturierende bzw. zu behandelnde Protein an die Löslichkeitseigenschaften des Proteins angepasst werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Renaturierung von disulfidfreien und disul- fϊdverbrückten Proteinen. Dabei werden disulfϊdfreie Proteine bevorzugt in Gegenwart eines Reduktionsmittels, wie DDT, DTE und/oder Cystein, bevorzugt in einer Konzentration von 1 - 10 mM, mit dem Renaturierungsmedium, welches substituierte Imidazoliumsalze enthält, in Kontakt gebracht.
Bei der Renaturierung disulfidverbrückter Proteine werden diese bevorzugt in Gegenwart eines Redoxsystems aus reduzierten und oxidierten Thiolsubstanzen wie DTT, DTE, Gluta- thion, Cystein, Mercaptoethanol, bevorzugt in einer Konzentration von 1 - 10 mM, in Kontakt gebracht. Die Konzentrationsverhältnisse von reduzierten Substanzen zu oxidierten Substanzen ("reduziert : oxidiert") betragen dabei vorzugsweise 1 : 10 bis 20: 1, bevorzugt 1 :5 - 10 : 1 , weiterhin bevorzugt 1: 1 bis 5: 1.
Die Konzentration an substituierten Imidazoliumsalzen beträgt beim Inkontaktbringen, insbesondere bei der Renaturierung, bezogen auf das Renaturierungsmedium, bevorzugt 5 - 95 Vol.-%, weiterhin bevorzugt 5 - 50 Vol.-%, weiterhin bevorzugt 10 - 40 Vol.-%. Auch hier kann die optimale Konzentration für das jeweilige Protein durch einfache Versuche ermittelt werden. Üblicherweise ergibt der Zusatz von substituierten Imidazoliumsalzen in einem An- teil von 10 - 40 Vol.-% die besten Renaturierungsausbeuten. Wie bereits erwähnt, kann jedoch, abhängig von den jeweils eingesetzten Imidazoliumverbindungen, die Konzentration bis zu 95 Vol.-% betragen.
In Molaritäten ausgedrückt entsprechen die oben genannten Vol.-% Angaben von 10 -40 Vol.-% etwa 0,5 - 3 M: Für den Fall von l-Ethyl-3-Methyl-Imidazoliumchlorid genau 0,68 - 2,73 M. In Molaritäten ausgedrückt, ist daher erfindungsgemäß bevorzugt, daß die Molaritäten substituierter Imidazoliumsalze, bezogen auf das Renaturierungsmedium, etwa 0,25 - 5 M betragen, weiterhin bevorzugt 0,25 - 3,5 M und am bevorzugtesten etwa 0,5 - 3 M.
Die Renaturierungsdauer beträgt üblichenveise bevorzugt: 0,1 -100 h, weiterhin bevorzugt 1 -50 h, noch bevorzugter ungefähr 2-20 h.
Die Renaturierung erfolgt vorzugsweise bei niedrigen Temperaturen von 0 - 37°C, bevorzugt 5 - 15°C, da bei höheren Temperaturen die Aggregationsreaktionen zunehmen. Als Parameter der Optimierung der Renaturierung können bevorzugt die biologische Aktivität des Proteins und das Aggregations verhalten über den Prozeßverlauf gemessen werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Protein pulsweise mehrfach hintereinander oder kontinuierlich dem Renaturierungspuffer zugegeben werden.
Insgesamt ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft zur Renaturierung von Proteinen geeignet. Dabei ist es weiterhin bevorzugt, dass das flüssige Medium für die Renaturierung von Proteinen neben den substituierten Imidazoliumsalzen weitere bekannte Renatu- rierungssubstanzen oder die Renaturierung unterstützende Substanzen enthält, wie z.B. Harnstoff, Guanidin, L-Arginin, Alkylharnstoff, Carbonsäureamide, alkylierte Amine, Tris-Puffer, Polyethylenglykol und/oder Detergenzien.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Dabei wird auf die folgenden Figuren Bezug genommen:
Figur 1: zeigt die Renaturierungsausbeute in % für Lysozym in Abhängigkeit von der Konzentration an l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat;
Figur 2: zeigt die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration an l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat;
Figur 3: zeigt die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration an l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-chlorid;
Figur 4: zeigt die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration an 4-Methyl-N-butyl-pyridinium-tetrafluorborat;
Figur 5: zeigt die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration an l-Butyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat; Figur 6: ist eine graphische Darstellung der Aggregation von rPA während der Renaturierung, bestimmt mittels Lichtstreuung, wobei 0% und 5% l-Ethyl-3-methyl- imidazolium-tetrafluorborat, enthalten sind.
Figur 7: zeigt die Konzentration an gelöstem nGLPIR bei Abwesenheit und in Gegenwart von 5 % l-Ethyl-3-methyl-imidazoliumchlorid.
Figur 8: ist eine graphische Darstellung des Aggregationsverhaltens von rPA in Abhängigkeit der Temperatur und für verschiedene Konzentrationen an l-Ethyl-3- methyl-imidazolium-tetrafluorborat, bestimmt mittels Lichtstreuung;
Figur 9: zeigt die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration an 3-(l-Pyridinio)-l-propansulfat;
Figur 10: zeigt die Renaturierungsausbeute von rP A in Abhängigkeit von der Konzentration an Trigonellin-hydrochlorid;
Beispiel 1 : Denaturierung von Proteinen
Lysozym, rPA oder inclusion body Proteine werden mit einer Proteinkonzentration von 0,5 - 20 mg/ml in 0,1 M Tris, pH 8, 6 M Guanidinhydrochlorid, 1 mM EDTA, 200 mM DTT für mindestens 2 h bei Raumtemperatur denaturiert und reduziert. Anschließend wird der pH- Wert durch Zugabe von HCl auf ca. pH 2 abgesenkt. Wahlweise kann das denaturierte Protein gegen das lOOOfache Volumen 6 M Guanidinhydrochlorid, pH 2 dialysiert werden. Die Konzentration des denaturierten Proteins wird mit Hilfe des Bradford-Assay (Bradford, 1976) oder spektroskopisch bestimmt. Hierfür wird für rPA ein Extinktions-koeffizient von e(lmg/ml, 280 nm, 1 cm) = 1 und für Lysozym e(lmg/ml, 280 nm, 1cm) = 2,37 verwendet.
Beispiel 2: Renaturierung von Lysozym
Die Renaturierung von Lysozym erfolgt durch eine 1 : 100 Verdünnung des denaturiert, reduzierten Proteins in den auf 10°C vortemperierten Renaturierungspuffer, die Endkonzentration des Proteins beträgt 200 μg/ml. Als Renaturierungspuffer wird 0.05 M Tris, pH 8, 1 mM ED- TA, 4 mM GSSG (oxidiertes Glutathion) und unterschiedliche Konzentrationen der ionischen Flüssigkeit l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat eingesetzt. Als Reduktionsmittel dient 2 mM DTT, welches durch die Verdünnung aus dem Denaturierungsansatz eingeschleppt wird. Nach der Renaturierung werden die Proben gegen das lOOOfache Volumen von 0,05 M Tris, pH 8, 1 mM EDTA über Nacht dialysiert. Als Maß der Renaturierung wird die Enzymaktivität von Lysozym photometrisch gemessen und anhand einer Eichgerade quantifiziert.
In Figur 1 ist die Abhängigkeit der Renaturierungsausbeute von Lysozym von der Konzentra- tion des Salzes l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat dargestellt. In Gegenwait von 10 - 15 Vol.-% 1 -Ethy 1-3 -methyl-imidazolium-tetrafluorborat kann Lysozym quantitativ, also zu 100%, oxidativ renaturiert werden.
Beispiel 3: Renaturierung von rPA mittels 1 -Ethy 1-3 -methyl-imidazolium-tetrafluorborat
Die Renaturierung des in 6 M Guanidin, pH 2 befindlichen rPA erfolgt durch eine 1 : 100 Verdünnung in 0,1 M Tris, pH 10,5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH (reduziertes Glutathion) in Gegenwart unterschiedlicher Konzentrationen von l-Ethyl-3-methyl-imidazolium- tetrafluorborat. Die Renaturierung wird für mindestens 16 h bei 10°C durchgeführt. Nach der Renaturierung werden die Proben gegen das lOOOfache Volumen von 0, 1 M Tris, pH 8, 1 mM EDTA über Nacht dialysiert. Als Maß der Renaturierung wird die Enzymaktivität von rPA mit Hilfe des Chromozym-tPA-Assays (Röche Diagnostics) ermittelt und anhand einer Eichgerade für das native rPA quantifiziert.
In Figur 2 ist die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration des Salzes l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat dargestellt. Die Renaturierungsausbeute liegt bei 23 % in Gegenwart von 20 - 30 Vol.-% 1 -Ethy 1-3 -methyl-imidazolium- tetrafluorborat.
Beispiel 4: Renaturierung von rPA mittels l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-chlorid
Die Renaturierung des in 6 M Guanidin, pH 2 befindlichen rPA erfolgt durch eine 1: 100 Verdünnung in 0,1 M Tris, pH 10,5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in Gegenwart unterschiedlicher Konzentrationen von l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-chlorid. Die Renaturie- rung wird für mindestens 16 h bei 10°C durchgeführt. Nach der Renaturierung werden die Proben gegen das lOOOfache Volumen von 0,1 M Tris, pH 8, 1 mM EDTA über Nacht dialysiert. Als Maß der Renaturierung wird die Enzymaktivität von rPA mit Hilfe des Chromozym- tPA-Assays (Röche Diagnostics) ermittelt und anhand einer Eichgerade für das native rPA quantifiziert.
In Figur 3 ist die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration des Salzes l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-chlorid dargestellt. Die Renaturierungsausbeute liegt bei 26 % in Gegenwart von 20 - 25 Vol.-% l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-chlorid.
Beispiel 5: Renaturierung von rPA mittels 4-Methyl-N-butyl-ρyridinium-tetrafluorborat (Vergleichsbeispiel)
Die Renaturierung des in 6 M Guanidin, pH 2 befindlichen rPA erfolgt durch eine 1 : 100 Ver- dünnung in 0,01 M Tris, pH 10,5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in Gegenwart unterschiedlicher Konzentrationen von 4-Methyl-N-butyl-pyridinium-tetrafluorborat. Die Renaturierung wird für mindestens 16 h bei 10°C durchgeführt. Nach der Renaturierung werden die Proben gegen das lOOOfache Volumen von 0,1 M Tris, pH 8, 1 mM EDTA über Nacht dialysiert. Als Maß der Renaturierung wird die Enzymaktivität von rPA mit Hilfe des Chro- mozym-tPA-Assays (Röche Diagnostics) ermittelt und anhand einer Eichgerade für das native rPA quantifiziert.
In Figur 4 ist die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration des Salzes 4-Methyl-N-butyl-pyridinium-tetrafluorborat dargestellt. Mit steigender Konzentration an 4-Methyl-N-butyl-pyridinium-tetrafluorborat steigt die Renaturierungsausbeute von rPA. Bei einer Konzentration von 94 % (v/v) 4-Methyl-N-butyl-pyridinium-tetrafluorborat liegt die Ausbeute an renaturiertem rPA bei 13,5 %.
Beispiel 6: Renaturierung von rPA mittels l-Butyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat
Die Renaturierung des in 6 M Guanidin, pH 2 befindlichen rPA erfolgt durch eine 1 : 100 Verdünnung in 0,1 M Tris, pH 10,5, 1 M EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in Gegenwart unterschiedlicher Konzentrationen von l-Butyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat. Die Renaturierung wird für mindestens 16 h bei 10°C durchgeführt. Nach der Renaturierung werden die Proben gegen das lOOOfache Volumen von 0, 1 M Tris, pH 8, 1 M EDTA über Nacht dialysiert. Als Maß der Renaturierung wird die Enzymaktivität von rPA mit Hilfe des Chro- mozym-tPA-Assays (Röche Diagnostics) ermittelt und anhand einer Eichgerade für das native rPA quantifiziert.
In Figur 5 ist die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration des Salzes l-Butyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat dargestellt. Die Renaturierungsausbeute liegt bei 8 % in Gegenwart von 20 % (v/v) l-Butyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat.
Beispiel 7: Aggregation von rPA während der Renaturierung
Die Renaturierung des in 6 M Guanidin, pH 2 befindlichen rPA erfolgt durch eine 1: 100 Verdünnung in 0,1 M Tris, pH 10,5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in An- oder Abwesenheit von 5 % l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat. Die Reaktion wird bei 10°C in einer mhrbaren Fluoreszenzküvette durchgeführt. Während der Kinetik wird die Aggregation des Proteins durch Messung der Lichtstreuung bei 360 nm Anregung und 360 nm Emission aufgezeichnet.
In Figur 6 ist der pufferkorrigierte Plateauwert der Aggregationsmessungen von der rPA- Renaturierung in Abwesenheit des Salzes (offener Balken) und in Gegenwart von 5 % Vol.-% l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat (gefüllter Balken) dargestellt. In Gegenwart von mindestens 5 Vol.-% l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat wird die Aggregation des zu renaturierenden rPA's nahezu vollständig unterdrückt.
Beispiel 8: Löslichkeit der N-terminalen Domäne des GLP1 -Rezeptors (nGLPIR)
Die nativ strukturierte Rezeptordomäne wurde in 0,4 M Kaliumphosphat, pH 6,3, 0,4 M Ammoniumsulfat, 20°C in An- und Abwesenheit von 5 % l-Ethyl-3-Methyl-imidazolium chlorid bei verschiedenen Proteinkonzentrationen über Nacht inkubiert. Anschließend wurden die Proteinaggregate bei 70 000 rpm abzentrifugiert und der Anteil des löslichen Proteins mittels Absorptionsspektroskopie bei 280 nm quantifiziert. In Figur 7 sind die bei den jeweiligen Bedingungen maximal erreichbaren Konzentrationen an löslichem Protein gegenübergestellt. Das Beispiel zeigt damit die Erhöhung der Löslichkeit bzw. der Verminderung der Aggregation durch substituierte Imidazoliumsalze.
Beispiel 9: Thermische Stabilität von rPA
Natives rPA in einer Konzentration von 20 μg/ml in 0,1 M Tris, pH 10,5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in Gegenwart verschiedener Konzentrationen von l-Ethyl-3-methyl- imidazolium-tetrafluorborat wird mit einer Heizrate von ca. 0,3°C/min von 20°C bis 90°C aufgeheizt. Während dieses Vorganges wird der Aggregations zustand des Proteins mittels Lichtstreuung analysiert. Hierzu wird die Probe in einem Fluorimeter bei 360 nm angeregt und das Signal ebenfalls bei 360 nm detektiert.
In Figur 8 ist das Aggregationsverhalten von rPA während thermischer Denaturierung darge- stellt (gefüllte Kreise Vol.-O %, gefüllte Dreicke 5 Vol.-%, offene Kreise 12 Vol.-%, offene Dreiecke 20 Vol.-% l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat). Die Aggregation von rPA in Abwesenheit von 1 -Ethy 1-3 -methyl-imidazolium-tetrafluorborat setzt bei 55°C ein. In Gegenwart von 5 Vol.-% l-Ethyl-3-methyl-imidazolium-tetrafluorborat ist eine verstärkte Aggregation erst oberhalb von 80°C zu beobachten, bei höheren l-Ethyl-3-methyl- imidazolium-tetrafluorborat-Konzentrationen tritt bis 90°C keine messbare Aggregation auf.
Beispiel 10: Renaturierung von rPA mit 3-(l-Pyridinio)-l-propansulfat (Nergleichsbeispiel)
Die Renaturierung des in 6 M Guanidin, pH 2 befindlichen rPA erfolgt durch eine 1: 100 Ver- dünnung in 0,1 M Tris, pH 10,5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in Gegenwart unterschiedlicher Konzentrationen von 3-(l-Pyridinio)-l-propansulfat. Die Renaturierung wird für mindestens 16 h bei 10°C durchgeführt. Nach der Renaturierung werden die Proben gegen das lOOOfache Volumen von 0,1 M Tris, pH 8, 1 mM EDTA über Nacht dialysiert. Als Maß der Renaturierung wird die Enzymaktivität von rPA mit Hilfe des Chromozym-tPA-Assays (Röche Diagnostics) ermittelt und anhand einer Eichgerade für das native rPA quantifiziert.
In Figur 9 ist die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration des Salzes 3-(l-Pyridinio)-l-propansulfat dargestellt. Die maximale Renaturierungsausbeute liegt bei 18 % in Gegenwart von 30 Vol.-% 3-(l-Pyridinio)-l-propansulfat. Beispiel 11 : Renaturierung von rPA mit Trigonellin-Hydrochlorid (Vergleichsbeispiel)
Die Renaturierung des in 6 M Guanidin, pH 2 befindlichen rPA erfolgt durch eine 1: 100 Ver- dünnung in 0, 1 M Tris, pH 10,5, 1 mM EDTA, 5 mM GSSG, 2 mM GSH in Gegenwart unterschiedlicher Konzentrationen von Trigonellin-Hydrochlorid. Die Renaturierung wird für mindestens 16 h bei 10°C durchgeführt. Nach der Renaturierung werden die Proben gegen das lOOOfache Volumen von 0,1 M Tris, pH 8, 1 mM EDTA über Nacht dialysiert. Als Maß der Renaturierung wird die Enzymaktivität von rPA mit Hilfe des Chromozym-tPA-Assays (Ro- ehe Diagnostics) ermittelt und anhand einer Eichgerade für das native rPA quantifiziert.
In Figur 10 ist die Renaturierungsausbeute von rPA in Abhängigkeit von der Konzentration des Salzes Trigonellin-Hydrochlorid dargestellt. Es ist keine verbesserte Renaturierung von rPA in Gegenwart des Salzes zu beobachten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verwendung von substituierten Imidazoliumsalzen zur Renaturierung, zur Erhöhung der thermischen Stabilität und/oder zur Vermin derung der Aggregation von Proteinen.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Imidazoliumsalze durch Alkyl-, Alkenyl- Aryl-und/oder Aralkyl-Reste substituiert sind, welche wiederum durch funktionelle Gruppen substituiert sein können, bevor- zugt durch Stickstoff-, Schwefel-, und/oder Phosphor-haltige Gruppen.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Imidazoliumsalze an beiden Stickstoffatomen des Imidazoliumrings substituiert sind.
4. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Imidazoliumsalze an einem oder mehreren der Kohlenstoffatome des Imidazoli- umrings substituiert sind.
5. Verwendung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Imidazoliumring als Substituenten d - C -Alkylreste, bevorzugt Methyl-, und/oder Ethylreste, Ci - C4-Alkenylreste und/oder mono- oder bicyclische Arylreste aufweist.
6. Verwendung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Imidazoliumring an mindestens einem der N-Atome einen Methylrest aufweist.
7. Verwendung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Imidazoliumring einen oder mehrere der nachfolgenden Substituenten aufweist: Phenol, Biphenyl, Biphenol, Naphthalin, Naphthalincarbonsäuren, Naphthalinsulfonsäu- ren, Biphenylole, Biphenylcarbonsäuren, Phenol, Phenylsulfonat, Phenolsulfonsäuren und/oder substituiertes oder unsubstituiertes Benzyl.
8. Verwendung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substituenten weiterhin durch ein oder mehrere der nachfolgenden Reste substituiert sind: Amine, Carboxyl-, Carbonyl-, Aldehyd-, Hydroxy-, Sulfat-, Sulfonat- und/oder Phosphat-Reste.
9. Verwendung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Imidazoliumsalzen um bei Raumtemperatur ionische Flüssigkeiten handelt.
10. Verwendung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, zur Renaturierung, Erhöhung der thermischen Stabilität und/oder Verminderung der Aggregation von: Proteasen, bevorzugt Serin-Proteasen, insbesondere Thrombin, Faktor Xa, Caspasen,
Cathepsine, Trypsin und/oder Chymotrypsin, Cystein-Proteasen, sauren Proteasen, wie
Pepsin oder Rennin, Metallo-Proteasen, wie Thermolysin;
Protease-inhibitoren, bevorzugt Pepstatine, Antipain, Chemostatine, Elastinal, Leupepti- ne, Bestatin, Antithrombin III; DNA-bindenden Proteinen, bevorzugt Transkriptionsfaktoren; insbesondere NF Kappa B und Mitglieder der Familien Jun, Fos, Krox, Myc, E2F und/oder virale T-Antigene; virale Proteine, wie virale Hüllproteine, Kapsidproteine, virale Proteasen, Polymerasen und/oder T-Antigene;
Phosphatasen; Proteinkinasen, bevorzugt Tyrosinkinasen und/oder Serinkinasen;
Proteinen der Immunglobulin-Superfamilie, z.B. Antiköiper und Fragmente hiervon;
Wachstumsfaktoren, bevorzugt epi dermaler Wachstums faktor (EGF), Erythropoeietin,
Fibroblasten- Wachstumsfaktor (FGF), Insulin-ähnliche Wachstumsfaktoren I und 11 (IGF I und IGF II), Interleukin-2 (IL-2), Nervenwachstumsfaktor (NGF), u-ansformierender Wachstumsfaktor-ß (TGF- ß) und/oder Thrombocyten- Wachstumsfaktor (PDGF); Lysozym, rPA, alpha-Glucosidase sowie von diesen Proteinen abgeleitete Proteine und Fragmente.
1 1. Verfahren zur Renaturierung, Erhöhung der thermischen Stabilität und/oder Verminderung der Aggregation von Proteinen, dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnden Proteine mit einem flüssigen Medium, welches substituierte Imidazoliumsalze enthält, in Kontakt gebracht werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 zur Renaturierung von Proteinen, wobei als flüssiges Medium ein flüssiges Renaturierungsmedium eingesetzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass als flüssiges Medium ein für das zu behandelnde Protein geeignetes Puffersystem eingesetzt wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass als Puffersubstanzen Tris, HEPES, Mes, Mops, Acetat, Glycin und/oder Phosphat eingesetzt werden.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferkonzentration in dem flüssigen Medium 10 bis 1000 mM beträgt, bevorzugt, 5 -200 mM, noch bevorzugter 10 - 50 mM.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass der pH- Wert des Puffersystems 4-11, bevorzugt 7,5 - 10,5 beträgt.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-16, dadurch gekennzeichnet, dass die Imidazoliumsalze Alkyl-, Alkenyl- Aryl-und/oder Aralkyl-Reste substituiert sind, welche wiederum durch funktionelle Gruppen substituiert sein können, bevorzugt durch Stickstoff-, Schwefel-, und/oder Phosphor-haltige Gruppen.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-17, dadurch gekennzeichnet, dass die Imidazoliumsalze an beiden Stickstoffatomen des Imidazoliumrings substituiert sind.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-18, dadurch gekennzeichnet, dass die Imidazoliumsalze an einem oder mehreren der Kohlenstoffatome des Imidazoliumrings substituiert sind.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1-19, dadurch gekennzeichnet, dass der Imidazoliumring als Substituenten Ci - C -Alkylreste, bevorzugt Methyl-, und/oder Ethylreste, Ci - C4-Alkenylreste und/oder mono- oder bicyclische Arylreste aufweist.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1-20, dadurch gekennzeichnet, dass der Imidazoliumring an mindestens einem der N-Atome einen Methylrest aufweist.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-21, dadurch gekennzeichnet, dass der Imidazoliumring einen oder mehrere der nachfolgenden Substituenten aufweist: Phenol, Biphenyl, Biphenol, Naphthalin, Naphthalincarbonsäuren, Naphthalinsulfonsäu- ren, Biphenylole, Biphenylcarbonsäuren, Phenol, Phenylsulfonat, Phenolsulfonsäuren und/oder substituiertes oder unsubstituiertes Benzyl.
23. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-22, dadurch gekennzeichnet, dass die Substituenten weiterhin durch ein oder mehrere der nachfolgenden Reste substituiert sind: Amine, Carboxyl-, Carbonyl-, Aldehyd-, HydiOxy-, Sulfat-, Sulfonat- und/oder Phosphat-Reste.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-23, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Imidazoliumsalzen um bei Raumtemperatur ionische Flüssigkeiten handelt.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-24, dadurch gekennzeichnet, dass das Inkontaktbringen erfolgt, indem das zu behandelnde Protein mit dem flüssigen Medium verdünnt, dialysiert und/oder diafiltriert wird.
26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1-25, dadurch gekennzeichnet, dass die Proteinkonzentration des zu behandelnden Proteins beim Inkontaktbringen 5 - 500 μg/ml, bevorzugt 10 - 200 μg/ml, noch bevorzugter ungefähr 50-100 μg/ml, beträgt.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1-26, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration an substituierten Imidazoliumsalzen, bezogen auf das flüssige
Medium, 5 - 95 Vol.-% beträgt, bevorzugt 5 - 50 Vol.-%, am bevorzugtesten 10 - 40
Vol.-%.
28. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1-27, dadurch gekennzeichnet, daß die Molarität an substituierten Imidazoliumsalzen, bezogen auf das flüssige Medium, 0,25 - 5 M beträgt, bevorzugt 0,25 - 3,5 M, am bevorzugtesten 0,5 - 3 M.
29. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-28, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren durchgeführt wird, indem das zu renaturierende Protein dem Renaturierungsmedium mehrfach nacheinander oder kontinuierlich zugeführt wird.
30. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-29, dadurch gekennzeichnet, dass das Inkontaktbringen der zu renaturierenden Proteine mit dem Renatu- rierungsmedium für 0,1 - 100 h, bevorzugt, 1 - 50 h, noch bevorzugter 5 - 20 h erfolgt.
31. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-30, zur Renaturierung, Erhöhung der thermischen Stabilität und/oder Verminderung der Aggregation von: Proteasen, bevorzugt Serin-Proteasen, insbesondere Thrombin, Faktor Xa, Caspasen,
Cathepsine, Trypsin und/oder Chymotrypsin, Cystein-Proteasen, sauren Proteasen, wie
Pepsin oder Rennin, Metallo-Proteasen, wie Thermolysin;
Protease-inhibitoren, bevorzugt Pepstatine, Antipain, Chemostatine, Elastinal, Leupepti- ne, Bestaun, Antithrombin III; DNA-bindenden Proteinen, bevorzugt Transkriptionsfaktoren; insbesondere NF Kappa B und Mitglieder der Familien Jun, Fos, KIΌX, Myc, E2F, virale T-Antigene; virale Proteine, wie virale Hüllproteine, Kapsidproteine, virale Proteasen, Polymerasen und/oder T-Antigene;
Phosphatasen; Proteinkinasen, bevorzugt Tyrosinkinasen und/oder Serinkinasen;
Proteinen der Immunglobulin-Superfamilie, z.B. Antikörper und Fragmente hiervon;
Wachstumsfaktoren, bevorzugt epidermaler Wachstums faktor (EGF), Erythropoeietin,
Fibrobl asten- Wachstums faktor (FGF), Insulin-ähnliche Wachstumsfaktoren I und II (IGF
I und IGF II), Interleukin-2 (IL-2), Nervenwachstumsfaktor (NGF), transformierender Wachstumsfaktor-ß (TGF- ß) und Thrombocyten-Wachstumsfaktor (PDGF);
Lysozym, rPA, alpha-Glucosidase sowie von diesen Proteinen abgeleitete Proteine und Fragmente.
32. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-31, dadurch gekennzeichnet, dass disulfidfreie Proteine renaturiert werden, wobei das Inkontaktbringen des disulfidfreien Proteins mit dem Renaturierungsmedium in Gegenwart eines Reduktionsmittels erfolgt, vorzugsweise DTT, DTE und/oder
Cystein.
33. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11-32, dadurch gekennzeichnet, dass disulfidverbrückte Proteine renaturiert werden, wobei das Inkontaktbringen des disulfidverbrückten Proteins mit dem Renaturierungsmedium in Gegenwart eines Redoxsystems aus oxidierten und reduzierten Thiol- substanzen wie DTT, DTE, Glutathion, Cystein und/oder Mercaptoethanol erfolgt.
34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrationsverhältnis von reduzierten Substanzen zu oxidierten Substanzen 1: 10 bis 20: 1, bevorzugt 1 : 5 bis 10 : 1, weiterhin bevorzugt 1: 1 bis 5: 1 , beträgt.
35. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 1 - 34, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium zur Renaturierung von Proteinen weitere Renaturierungssub- stanzen enthält, bevorzugt Harnstoff, Guanidin, L-Arginin, Alkylharnstoff, Carbonsäu- reamide, alkylierte Amine, Tris-Puffer, Polyethylenglykol und/oder Detergenzien.
36. Renaturiertes Protein, hergestellt nach einem Verfahren der Ansprüche 11-35.
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