Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
BG60510B2 - STRUCTURAL GENES, PLASMIDS AND TRANSFORMED CELLS FOR OBTAINING CYSTEINE-POOR MUTEINS OF BIOLOGICALLY ACTIVE PROTEINS - Google Patents
[go: Go Back, main page]

BG60510B2 - STRUCTURAL GENES, PLASMIDS AND TRANSFORMED CELLS FOR OBTAINING CYSTEINE-POOR MUTEINS OF BIOLOGICALLY ACTIVE PROTEINS - Google Patents

STRUCTURAL GENES, PLASMIDS AND TRANSFORMED CELLS FOR OBTAINING CYSTEINE-POOR MUTEINS OF BIOLOGICALLY ACTIVE PROTEINS Download PDF

Info

Publication number
BG60510B2
BG60510B2 BG096076A BG9607692A BG60510B2 BG 60510 B2 BG60510 B2 BG 60510B2 BG 096076 A BG096076 A BG 096076A BG 9607692 A BG9607692 A BG 9607692A BG 60510 B2 BG60510 B2 BG 60510B2
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
ifn
dna
amino acid
structural gene
muteins
Prior art date
Application number
BG096076A
Other languages
Bulgarian (bg)
Inventor
David Mark
Leo Lin
Shi-Da Lu
Original Assignee
Chiron Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from IE2380/83A external-priority patent/IE56026B1/en
Application filed by Chiron Corporation filed Critical Chiron Corporation
Publication of BG60510B2 publication Critical patent/BG60510B2/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

Мутеините се използват при диагностиката и лечението на бактериални, вирусни, паразитни, протозойни и гъбични инфекции, за възстановяване на имунните функции и при разработване на диагностични изследвания. Те се получават чрез бактериална експресия на мутантни гени, които кодират за мутеини, синтезирани от гените на родителските протеини чрез олигонуклеотидно насочена мутагенеза. В тези мутеини на биологично активни протеини като ifnи il-2 несъществени за биологичната активност цистеинови остатъци се изпускат или заместват с друга аминокиселина за елиминиране на възможни места за образуване на нежелани интермолекулярни и интрамолекулярни връзки. 17 претенции, 17 фигуриMuteins are used in the diagnosis and treatment of bacterial, viral, parasitic, protozoal and fungal infections, to restore immune functions and in the development of diagnostic tests. They are produced by bacterial expression of mutant genes that code for muteins synthesized from the parental protein genes by oligonucleotide-directed mutagenesis. In these muteins of biologically active proteins such as ifn and il-2, non-essential for biological activity cysteine residues are omitted or replaced with another amino acid to eliminate possible sites for the formation of unwanted intermolecular and intramolecular bonds. 17 claims, 17 figures

Description

Област на техниката.Technical field.

Изобретението се отнася до рекомбинантни DNA (ДНК) технологии, по-специално до мутационно променени биологично активни протеини, които сс различават от родителските аналози по едно или повече замествания / делеции на цистеинови остатъци.The invention relates to recombinant DNA (DNA) technologies, in particular mutationally altered biologically active proteins, which differ from the parent analogs in one or more substitutions / deletions of cysteine residues.

Предшества що състояние на техниката.Prior to that state of the art.

Биологично активни протеини, които са микробно продуцирани,т.е. получени чрез рекомбинантни ДНК (рДНК) технологии, може да съдържат цистеинови остатъци, които не са осъществени за тяхната активност, но са свободни да образуват нежелани интермолекулярни и интрамолекулярни връзки. Такъв протеин е микробиално полученият човешки β-интерферон (IFN-β). При получаване на IFN-β чрез рДНК методи се наблюдава, че в екстракти от E.coli се оформят димери и олигомери на микробно продуциран IFN-β, които съдържат високи концентрации IFN-β. Образуването на мултимери прави пречистването и сепарирането на IFN-β твърде сложно и времеотнемащо и налага включването на няколко допълнителни операции при пречистването и изолирането, например редуциране на протеина по време на пречистването и окисляване за възстановяване на изходната конформация. като с това се повишава възможността за образуване на неправилни дисулфидни връзки. Освен това е установено, че микробиално полученият IFN-β. проявява постоянна слаба специфична активност може би поради образуването на мултимери или на случайни интрамолекулярни мостове. Поради това е желателно да сме в състояние да променим микробиално получените биологично активни протеини като IFN-β по начин, който да не засяга тяхната активност нежелателно, но да намалява или да елиминира способността им да образуват интермолекулярни кръстосани връзки или интрамолекулярни връзки, които са причината протеинът да придобие нежелана третична структура (т.е. една конформация, която понижава активността на протеина).Biologically active proteins that are microbially produced, ie. obtained by recombinant DNA (rDNA) technologies may contain cysteine residues that are not realized for their activity but are free to form unwanted intermolecular and intramolecular bonds. Such a protein is the microbially derived human β-interferon (IFN-β). Upon preparation of IFN-β by rDNA methods, it has been observed that dimers and oligomers of microbially produced IFN-β are formed in E.coli extracts containing high concentrations of IFN-β. The formation of multimers makes IFN-β purification and separation very complex and time-consuming and necessitates the inclusion of several additional purification and isolation operations, such as protein reduction during purification and oxidation to restore the original conformation. thus increasing the possibility of irregular disulfide bonds. In addition, microbially derived IFN-β was found to be. exhibits persistent low specific activity, possibly due to the formation of multimers or random intramolecular bridges. Therefore, it is desirable to be able to alter microbially derived biologically active proteins such as IFN-β in a way that does not interfere with their activity undesirably but diminishes or eliminates their ability to form intermolecular cross-links or intramolecular bonds that cause the protein to acquire an unwanted tertiary structure (i.e., a conformation that reduces the activity of the protein).

Настоящето изобретение се отнася до по лучаване чрез насочена мутагенеза на мутационно променени биологично активни протеини (такива протеини се наричат “мутеини”. Glossary of Genetics and Cytogenetics, 4-th ed, 381. Springer-Vcrlag (1976)), които запазват активността на родителските аналози, но нямат способността да образуват интермолекулярни връзки или нежелани интрамолекулярни дисулфидни връзки. В тази връзка Scpard et al.. Nature, (1981) 294:563-565 описва един мутеин на IFNβ. в който цистеинът в позиция 141 от аминокиселинната последователност (има три цистеина в природния човешки IFN-β в позиции 17, 31 и 141, Gene (1980). 10: 11-15 и Nature (1980). 285: 542-547) е заместен с тирозин. Мутеинът е получен чрез бактериална експресия на един хибриден ген, получен от частичен IFN-β сДНК клон имащ G -> А преминаване в нуклиотида 485 на IFN -β гена. На мутеина липсва биологичната активност на природния IFN-β, което води до извода, че заместеният цистеин е съществен за активността.The present invention relates to the preparation by targeted mutagenesis of mutationally altered biologically active proteins (such proteins are called "muteins." Glossary of Genetics and Cytogenetics, 4th ed, 381. Springer-Vcrlag (1976)), which retain the activity of parental analogs but do not have the ability to form intermolecular bonds or unwanted intramolecular disulfide bonds. In this regard, Scpard et al .. Nature, (1981) 294: 563-565 describes an IFNβ mutein. in which the cysteine at position 141 of the amino acid sequence (there are three cysteines in natural human IFN-β at positions 17, 31 and 141, Gene (1980). 10: 11-15 and Nature (1980). 285: 542-547) is substituted with tyrosine. The mutein was obtained by bacterial expression of a hybrid gene derived from a partial IFN-β cDNA clone having a G -> A transition into nucleotide 485 of the IFN-β gene. Mutein lacks the biological activity of natural IFN-β, leading to the conclusion that substituted cysteine is essential for the activity.

Методите за насочена мутагенеза са добре известни и са описани в Lather and Lecoq, Genetic Engineering, Academic Press, 1983, 31-50. Олигонуклеотидно насочената мутагенеза е специално разгледана от Smith and Gillam, Genetic Engineering:Principles and Methods, Plenum Press (1981) 3: 1-32.Methods for targeted mutagenesis are well known and are described in Lather and Lecoq, Genetic Engineering, Academic Press, 1983, 31-50. Oligonucleotide-directed mutagenesis has been specifically addressed by Smith and Gillam, Genetic Engineering: Principles and Methods, Plenum Press (1981) 3: 1-32.

Техническа същност на изобретението.SUMMARY OF THE INVENTION

Един аспект на изобретението се отнася до синтетичен мутеин на биологично активен протеин, който има най-малко един пистсинов остатък, който е свободен да образува дисулфидна връзка и не е съществен за биологичната активност, като при мутеина най-малко един от споменатите цистеинови остатъци е отстранен или заместен с друга аминокиселина.One aspect of the invention relates to a synthetic mutein of a biologically active protein, which has at least one pistin residue that is free to form a disulfide bond and is not essential for biological activity, with at least one of said cysteine residues being a mutein. removed or substituted with another amino acid.

Друг аспект на изобретението се отнася до синтетични структурни гени, имащи ДНК последователности “проектни гени”, които са предназначени специално за кодиране на описания синтетичен мутеин. В тази част са включени и експресионни вектори, които включват описаните структури и проектни гени, клетки-гостоприсмници или ^икр-ор чизми, трансформирани с такива вектори. ' акт'.' и методи за получаване на синтетичен мутеин чрез култивиране на описаните трансформанти или техни прогени и възстановяване на мутеина от културата. При мутеини, имащи терапевтично приложение, терапевтичните средства, ко2 ито съдържат терапевтично ефективни количества мутеини, и терапевтичните методи са друг аспект на изобретението.Another aspect of the invention relates to synthetic structural genes having DNA sequences "project genes" that are specifically intended to encode the synthetic mutein described. This section also includes expression vectors that include the structures and project genes described, host cells, or rat eggs transformed with such vectors. 'act'. ' and methods for preparing a synthetic mutein by culturing the transformants described or progeny thereof and recovering the mutein from the culture. In the case of muteins having therapeutic use, therapeutic agents containing therapeutically effective amounts of muteins, and therapeutic methods are another aspect of the invention.

Изобретението се отнася и до метод за предотвратяване образуването на нежелана дисулфидна връзка от протеин, които има един или повече цистеинови остатъци, свободни да образуват такава връзка чрез мутационна промяна на протеина чрез делеция на цистеинов остатък (остатъци) или заместването им с други аминокиселини.The invention also relates to a method of preventing the formation of an unwanted disulfide bond from a protein having one or more cysteine residues free to form such a link by mutational alteration of the protein by deletion of the cysteine residue (residues) or substitution with other amino acids.

Изобретението включва и метод за получаване на описания синтетичен структурен ген чрез олигонуклеотиднонасочена мутагенеза, обхващаща следните етапи:The invention also includes a method of producing the synthetic structural gene described by oligonucleotide-directed mutagenesis, comprising the following steps:

а) хибридизация на едноверижна ДНК, представляваща една верига от структурния ген, кодиращ родителския протеин с мутантен олигонуклеотиден праймер, който е комплементарен към този участък на веригата, включваща кодона за цистеин, който трябва да бъде отстранен или заместен, или в някои случаи безсмисления триплет сдвоен с кодон, освен при несъвпадане на този кодон или в даден случаи на безсмислената верига, което води до делеция на кодона или триплета, който кодира за другата аминокиселина;a) hybridization of single stranded DNA, representing a strand of a structural gene encoding a parent protein with a mutant oligonucleotide primer that is complementary to that portion of the strand comprising the cysteine codon to be removed or substituted, or in some cases the meaningless triplet paired with a codon, except in the case of a mismatch of that codon or, optionally, a nonsense chain, leading to a deletion of the codon or triplet that codes for the other amino acid;

в) разширяване на праймера с ДНК полимераза за образуване на мутантен хетеродуплекс;c) extending the primer with DNA polymerase to form a mutant heteroduplex;

с) репликация на мутантния хетеродуплекс.c) replication of the mutant heteroduplex.

Мутантният олигонуклеотиден праймер, използван в този процес, също е част от изобретението.The mutant oligonucleotide primer used in this process is also part of the invention.

Настоящето изобретение се отнася до мутеини на биологично активни протеини, в които несъществени за биологичната активност цистеинови остатъци целенасочено се отстраняват или заместват с други аминокиселини за елиминиране на места за вътрешномолекулно кръстосано омрежвано свързване или образуване на неправилна интрамолекулярна дисулфидна връзка; мутантни гени, кодиращи за такива мутеини; и методи за получаване на такива мутеини.The present invention relates to muteins of biologically active proteins in which cysteine residues that are immaterial to biological activity are deliberately removed or replaced by other amino acids to eliminate sites of intramolecular cross-linking or to form an intramolecolecular intramolecular molecule; mutant genes encoding for such muteins; and methods for preparing such muteins.

Кои протеини могат да бъдат мутационно променяни съгласно изобретението може да се определи от наличната информация за съдържанието на цистеин в биологично активни протеини, както и за значението на тези цистеинови остатъци за активността и тре тичната структура на протеина. Ако има протеини. за които няма такава информация в литературата, тя може да се получи чрез систематично променяне на всеки от цистсиновите остатъци в протеина по методите, описани тук и след това измерване на биологичната активност на резултантните мутеини и определяне способността им да образуват нежелани интермолекулярни или интрамолекулярни дисулфидни връзки. Всъщност, въпреки че в изобретението са описани и илюстрирани с примери по-долу мутеини на IFN-β и 1L-2, трябва да се знае, че описаното тук може да се приложи и към всеки друг биологично активен протеин, съдържащ функционално несъществен цистеинов остатък, който го прави чувствителен към образуването на нежелани дисулфидни връзки. Примери за такива протеини, различни от IFN-β и IL-2, които могат да бъдат мутационно променяни съгласно изобретението, са лимфотоксини ( фактор на туморната некроза), стимулиращ колонии фактор-1 и lFN-α. Кандидатпротеините имат нечетен брой цистеинови остатъци.Which proteins can be mutationally modified according to the invention can be determined by the available information on the cysteine content of biologically active proteins, as well as the importance of these cysteine residues for the activity and tertiary structure of the protein. If there are proteins. for which no such information is available in the literature, it can be obtained by systematically altering each of the cystine residues in the protein by the methods described herein and then measuring the biological activity of the resultant muteins and determining their ability to form unwanted intermolecular or intramolecular disulfide bonds . In fact, although the IFN-β and 1L-2 muteins are described and illustrated by the invention below, it should be known that what is described herein can also be applied to any other biologically active protein containing a functionally insignificant cysteine residue , which makes it sensitive to the formation of unwanted disulfide bonds. Examples of such proteins other than IFN-β and IL-2 that can be mutationally altered according to the invention are lymphotoxins (tumor necrosis factor), colony-stimulating factor-1 and IFN-α. Candidate proteins have an odd number of cysteine residues.

За IFN-β в литературата е описано и това, че както гликозилираният, така и негликозилираният IFN показват качествено сходни специфични активности, от което следва, че гликозилните групи не допринасят за биологичната активност на IFN-β. Все пак бактериално продуцираният IFN-β, който е негликозилиран, проявява постоянно количествено но-ниска специфична активност, от природния IFN-β, който е гликозилиран.For IFN-β, both the glycosylated and non-glycosylated IFNs have been described in the literature with qualitatively similar specific activities, which means that glycosyl groups do not contribute to the biological activity of IFN-β. However, bacterially produced IFN-β, which is non-glycosylated, exhibits consistently quantitatively but low specific activity from native IFN-β, which is glycosylated.

За IFN-β е известно, че има три цистеинови остатъка в позиции 17, 31 и 141. Цистеин 141 е определен от Shepard, et al., (виж по-горе) като есенциален за биологичната активност. При IFN-α, който съдържа четири цистеинови остатъка, има две вътрешномолекулни -S-Sвръзки: едната е между cys 29 и evs 138, а другата между cys 1 u cys 98. Ако се основаване на хомоложността между IFN-β и IFN-a, cys 141 от IFN-β би следвало да бъде включен във вътрешно молекулярна -S-S-връзка със cys 31, а cys 17 да остане свободен за интрамолекулярно свързване. Чрез отстраняване на cys 17 или заместването му с друга аминокиселина може да се определи дали той е съществен за биологичната активност и какво значение има за образуване на -SS-връзката. Ако cys 17 не е съществен за биологичната активност, протеинът, в който е отстранен или заместен, може да прояви специфична активност, близка до тази на природния IFN-β и това може да улесни изолирането и пречистването на протеина.IFN-β is known to have three cysteine residues at positions 17, 31 and 141. Cysteine 141 has been identified by Shepard, et al., (See above) as essential for biological activity. For IFN-α, which contains four cysteine residues, there are two intramolecular -S-S bonds: one between cys 29 and evs 138 and the other between cys 1 and cys 98. If the homology between IFN-β and IFN-a is based , cys 141 of IFN-β should be included in the intramolecular -SS bond with cys 31, and cys 17 should remain free of intramolecular binding. By removing cys 17 or replacing it with another amino acid, it can be determined whether it is essential for biological activity and what is important for the formation of the -SS bond. If cys 17 is not essential for biological activity, the protein in which it is removed or substituted may exhibit specific activity close to that of native IFN-β and this may facilitate the isolation and purification of the protein.

Чрез използването на олигонуклеотиднонасочена метагенеза със синтетичен олигонуклсотиден праймер, комплементарен към участъка на IFN-β гена в кодона за cys 17, но с единична или многократна промяна на бази в този кодон, може да бъде получен ген, който да води до заместване на cys 17 е някоя друга избрана аминокиселина. Ако е желана делеция, в олигонуклеотидния праймер липсва кодон за cys 17. Предпочита се превръщането на cys 17 в неутрална аминокиселина, като глицин, валин, аланин, левцин, изолевцин, тирозин, фенилаланин, хистидин,триптофан, серии,треонини метионин. Най-предпочитаните заместители са серин и треонин, поради химичната им аналогия с цистеина. Когато цистеинът се отстранява, зрелият мутеин е с една аминокиселина по-къс от природния родителски протеин или от микробиално продуцирания IFN-β.Using oligonucleotide-directed metagenesis with a synthetic oligonucleotide primer complementary to the region of the IFN-β gene in the codon for cys 17 but with a single or multiple base change in that codon, a gene can be obtained that results in the substitution of cys 17 is any other selected amino acid. If a deletion is desired, the oligonucleotide primer lacks a codon for cys 17. Preferably the conversion of cys 17 into a neutral amino acid such as glycine, valine, alanine, leucine, isoleucine, tyrosine, phenylalanine, histidine, tryptophan, series. The most preferred substituents are serine and threonine because of their chemical analogy to cysteine. When cysteine is removed, the mature mutein is one amino acid shorter than the native parent protein or microbially produced IFN-β.

Известно е, че човешкият IL-2 има три цистеинови остатъка, разположени в позиции 58, 105 и 125 на протеина. Подобно на IFN-β, 1L-2 е в агрегатирана олигомерна форма, когато се изолира от бактериални клетки и трябва да бъде редуциран с подходящ редуктор за получаване на добър добив от бактериалните екстракти. Освен това пречистеният редуциран IL-2 протеин е нестабилен и лесно се реокислява до олигомерна неактивна форма при съхранение. Наличието на три цистеина означава, че при реокисляване протеинът може да образува случайно един от трите възможни интрамолекулярни моста, от които само един е правилен, такъв какъвто е в природната молекула. Тъй като дисулфидната структура на природния IL-2 не е известна, е възможно да се използва настоящето изобретение за създаване на мутации при кодоните 58, 105 и 125 на IL-2 гена и да се определи, кои цистеинови остатъци са необходими за активността и поради това е найвероятно да бъдат включени в естественото образуване на дисулфидни мостове. По същия начин цистсиновитс остатъци, които не са съществени за активността, могат да се модифицират така, че да се предотврати образуването на неправилни интрамолекулярни дисулфидни мостове и да се сведе до минимум вероятността за вътрешно молекулните дисулфидни мостове чрез заместване на свободния цистеинов остатък.Human IL-2 is known to have three cysteine residues located at positions 58, 105 and 125 of the protein. Like IFN-β, 1L-2 is in aggregated oligomer form when isolated from bacterial cells and must be reduced with a suitable reducing agent to obtain good yield of bacterial extracts. Furthermore, the purified reduced IL-2 protein is unstable and readily re-oxidized to an oligomeric inactive form upon storage. The presence of three cysteines means that upon re-oxidation, the protein may accidentally form one of three possible intramolecular bridges, of which only one is correct, such as is present in the natural molecule. Because the disulfide structure of native IL-2 is unknown, it is possible to use the present invention to create mutations at the codons 58, 105 and 125 of the IL-2 gene and to determine which cysteine residues are required for activity and because of this is most likely to be involved in the natural formation of disulfide bridges. Similarly, cystinsinitic residues that are not essential to the activity can be modified to prevent the formation of irregular intramolecular disulfide bridges and to minimize the likelihood of intramolecular disulfide bridges by replacing the free cysteine residue.

Големината на олигонуклеотидния праймер се определя от изискването за стабилна хибридизация на праймера в този участък на гена, в който ще бъде индуцирана мутация, и от ограниченията, налагани от известните методи за синтез на олигонуклеотиди.Факторите, които трябва да се имат предвид при съставянето на олигонуклеотидите, използвани при олигонуклеотиднонасочена мутагенеза (например обща големина, големина на частите, граничещи със сайта на мутация), са описани от Smith and Gillam (виж по-горе). Всъщност дължината на олигонуклеотида трябва да е такава, че да оптимизира стабилна, единствена хибридизация на сайта за мутация, като 5' и 3'-удълженията от сайта на мутацията трябва да са с достатъчна големина, за да се избегне редактирането на мутацията чрез екзонуклеазната активност на ДНК полимеразата. Използваните за мутагенеза олигонуклеотиди съгласно изобретението съдържат обикновено от 12 до 24 бази, за предпочитане от 14 до 20 и в най-предпочитания вариант-от 15 до около 18. Те съдържат обикновено най-малко около три бази 3' от променения или липсващ кодон.The size of the oligonucleotide primer is determined by the requirement for stable hybridization of the primer to that region of the gene in which the mutation is to be induced, and by the limitations imposed by known oligonucleotide synthesis methods. Factors to consider in the compilation of the oligonucleotide primer The oligonucleotides used in oligonucleotide-directed mutagenesis (eg total size, size of sections bordering the mutation site) are described by Smith and Gillam (see above). In fact, the length of the oligonucleotide should be such as to optimize stable, single hybridization of the mutation site, and the 5 'and 3'-extensions of the mutation site should be of sufficient size to avoid editing the mutation by exonuclease activity of DNA polymerase. The oligonucleotides used for mutagenesis according to the invention typically contain from 12 to 24 bases, preferably from 14 to 20, and in the most preferred embodiment, from 15 to about 18. They typically comprise at least about three bases 3 'of the modified or missing codon.

Методът за получаване на модифициран IFN-β ген най-общо включва индуциране на специфична по място мутагенеза в lFN-βгена при кодон 17 (TGT) при използване на синтетичен нуклеотиден праймер, който изпуска кодона или го променя така, че да кодира за друга аминокиселина. Когато треонин замества цистеина и праймерът е хибридизиран към безсмислената верига на IFN-β гена, предпочитаният нуклеотиден праймер е GCAATTTTCAGACTCAG (с подчертаване се означава промененият кодон). Когато се желае делеция на цистеина, предпочитаният праймер е AGCAATTTTCAGCAGAAGCTCCTG, който изпуска TGT за cys. Когато цистеинът се замества със серин се избира един 1 7-нуклеотиден праймер, GCAATTTTCAGACTCAG, който включва един AGT кодон за серин. Промяната Т А в първа база на cys 1 ' кодона има като резултат заменянето на цистеин със серин. Трябва да се знае, че когато се индуцират делеции, трябва да бъде поддържана правилна четяща рамка за ДНК последователността за експресия на желания протеин.The method for producing a modified IFN-β gene generally involves inducing site-specific mutagenesis in the lFN-β gene at codon 17 (TGT) using a synthetic nucleotide primer that omits the codon or alters it to encode for another amino acid . When threonine replaces cysteine and the primer is hybridized to the nonsense strand of the IFN-β gene, the preferred nucleotide primer is GCAATTTTCAGACTCAG (highlighted denotes the modified codon). When a cysteine deletion is desired, the preferred primer is AGCAATTTTCAGCAGAAGCTCCTG, which releases TGT for cys. When cysteine is replaced by serine, a 1 7-nucleotide primer is selected, GCAATTTTCAGACTCAG, which includes one AGT codon for serine. The change of TA into the first base of the cys 1 'codon results in the replacement of cysteine by serine. It should be appreciated that when deletions are induced, the correct DNA reading sequence for the expression of the desired protein must be maintained.

Праймерът се хибридизира до еднове4 рижен фаг, като Μ13, fd или фХ 174, в който с клонирана една верига от IFN-P-rcua. Фагът може да носи смислената или безсмислената верига на гена. Когато фагът носи безсмислената верига, праймерът е идентичен с този участък от смислената верига, който съдържа кодона, подлежащ на мутация, освен при несъвпадение с този кодон, което води до деления на кодона или до триплет който кодира за друга аминокиселина. Когато фагът носи смислената верига, праймерът е комплементарен към този участък на правилната верига, която съдържа кодона, подлежащ на мутация.освен в случай на несъвпадение с триплета, сдвоен с този кодон, който подлежи на делеция. Условията, при които трябва да бъде проведена хибридизацията, са описани от Smith and Gillam (виж по-горе). Температурата обикновено е в обхвата от 0° до 70°С, по-често от 1° до 50°С. След хибридизирането праймерът се разширява върху фаговата ДНК чрез реакция с ДНК полимераза I, % ДНК полимераза, реверсивна транскриптаза или други подходящи ДНК полимерази. Резултантната dsДHK се преобразува в затворена кръгова ds ДНК чрез третиране с ДНК лигаза, например Т4 ДНК легаза. ДНК молекулите, имащи едноверижни участъци, може да се разрушат чрез обработка с S, ендотуклеаза.The primer was hybridized to single-stranded rice phage, such as Μ13, fd or ХX 174, in which a single IFN-β-rcua chain was cloned. The phage can carry the meaningful or meaningless strand of the gene. When a phage carries a nonsense strand, the primer is identical to that portion of the sense strand that contains the codon to be mutated, except if it does not coincide with that codon, resulting in codon divisions or a triplet that encodes for another amino acid. When the phage carries the sense strand, the primer is complementary to that portion of the correct strand that contains the codon to be mutated, except in the case of a mismatch with the triplet paired with that deletion codon. The conditions under which the hybridization is to be carried out are described by Smith and Gillam (see above). The temperature is generally in the range of 0 ° to 70 ° C, more often 1 ° to 50 ° C. After hybridization, the primer is expanded to phage DNA by reaction with DNA polymerase I,% DNA polymerase, reverse transcriptase or other suitable DNA polymerases. The resulting dsDHK is converted to closed circular ds DNA by treatment with DNA ligase, eg T4 DNA legaza. DNA molecules having single-stranded regions can be destroyed by treatment with S, endotuclease.

Олигонуклеотиднонасочената мутагенеза може да бъде по подобен начин използвана за получаване на мутантен IL-2 ген, който кодира елин мутеин. имащ IL-2 активност, но в който cys 125 е променен в ссрин 125.Предпочитаният олигонуклеотиден праймер, използван за получаване на мутантния IL-2 ген, когато фагът носи смислената верига на гена, е GATGATG CTTCTGAGAAAAGGTAATC. При този олигонуклеотид има С —» G преход в средната база на триплета, който е сдвоен с кодон 125 на IL2 гена.Oligonucleotide-directed mutagenesis can similarly be used to produce a mutant IL-2 gene that encodes an eline mutein. having IL-2 activity but in which cys 125 is altered to Srp 125. The preferred oligonucleotide primer used to produce the mutant IL-2 gene when the phage carries the sense strand of the gene is GATGATG CTTCTGAGAAAAGGTAATC. This oligonucleotide has a C - G transition in the middle base of the triplet that is mated to the codon 125 of the IL2 gene.

Полученият мутантен хетеродуплекс се използва слсл това за трансформиране на компетентен микроорганизъм или клстка-гостоприемник. Репликацията на хетеродуплскса от гостоприемника дава прогени от двете вериги. След репликацията мутантният ген може да бъде изолиран от прогени на мутантната верига, включени в подходящ експресионен вектор, а векторът да бъде използван за трансформиране на подходящ гостоприемник-микроорганизъм или клетка. Предпочитани вектори са плаз мидите pBR322, pCI^ и техни варианти, синтетични вектори и други подобни. Подходящи микроорганизми са E.coli, Pseudomonas. Bacillus subtilis, Bacillus tliuringiensis, различни ша5 мове дрожди. Bacillus thermophilus, животински клетки като клетки от яйчници на мишки, плъхове и китайски хамстер (СНО), растителни клетки, животински и растителни гостоприсмници и други подобни. Трябва да се отбележи, 10 че когато избрания гостоприемник се трансформира с вектора, се въвеждат и подходящи промотор-операторни последователности за експресия на мутеина. Гостоприемниците може да бъдат прокариоти или сукариоти (методи за ин15 серция на ДНК в еукариотни клетки са описани в РСТ заявка №№ US81/11239 и US81/ 00240, публикувани на 3 септември, 1981). Предпочитаните гостоприемници са E.coli и СНО клетки. Мутеините, получени съгласно 20 изобретението може да бъдат гликозилирани или негликозилирани в зависимост от гликозилирането на природния родителски протеин и използвания за получаване на мутеини гостоприемник. Ако е необходимо, негликозилиран 25 мутеин, получен когато микроорганизмът-гостоприемник е E.coli или Bacillus, може да бъде евентуално гликозилиран ин витро по химически, ензимен и друг начин, известен от нивото на техниката в областта.The resulting mutant heteroduplex was then used to transform a competent microorganism or host cell. Replication of heteroduplex from the host gives progeny from both strands. After replication, the mutant gene can be isolated from mutant strands included in a suitable expression vector, and the vector can be used to transform a suitable host microorganism or cell. Preferred vectors are plasmids pBR322, pCI2 and variants thereof, synthetic vectors and the like. Suitable microorganisms are E. coli, Pseudomonas. Bacillus subtilis, Bacillus tliuringiensis, different yeast languages. Bacillus thermophilus, animal cells such as mouse, rat and Chinese hamster (CHO) ovarian cells, plant cells, animal and plant hosts, and the like. It should be noted 10 that when the selected host is transformed with the vector, suitable promoter-operator sequences for mutein expression are introduced. The hosts may be prokaryotes or sucaryotes (methods for insertion of DNA into eukaryotic cells are described in PCT Application Nos. US81 / 11239 and US81 / 00240, published September 3, 1981). Preferred hosts are E. coli and CHO cells. The muteins produced according to the invention can be glycosylated or non-glycosylated depending on the glycosylation of the native parent protein and the host used to produce the muteins. If necessary, the non-glycosylated 25 mutein obtained when the host microorganism is E. coli or Bacillus may optionally be glycosylated in vitro by chemical, enzymatic and other methods known in the art.

При предпочитаното приложение на настоящето изобретение по отношение на IFX-β, цистеиновият остатък в позиция 17 от аминокиселинната последователност, показана на фиг. 1 се променя в серии чрез Т —> А преми35 наване в първата база на кодон 17 от смислената верига на ДНК последователността, която кодира за зрял IFN-β. Индуцира се специфична по място мутагенеза при използване на един синтетичен 17-нуклеотиден праймер GCAIn the preferred application of the present invention to IFX-β, the cysteine residue at position 17 of the amino acid sequence shown in FIG. 1 is altered in series by a T -> A switch to the first base of codon 17 of the sense strand of the DNA sequence that codes for mature IFN-β. Induced site-specific mutagenesis using a single synthetic 17-nucleotide primer GCA

ATTTTCAGAGTCAG, който е идентичен с една последователност от седемнадесет нуклеотида върху смислената верига на IFN-β в участъка на кодон 1“. е изключение на едно единствено несъвпадение в първата база на ко45 дон 17. Това несъвпадение е при нуклеотид 12 в праймера. Трябва да се отчете, че генетичният код може да дегенерира и много от аминокиселините могат да бъдат кодирани от повече от един кодон. Базовият кодон за серин например е шесткратен дегенерат, така че колоните TCT, TCG, TCC, TCA, AGT u ACG кодират за серин. AGT кодонът е избран за предпочитано приложение за удобство. По подобен начин за треонин кодира всеки един от колоните ACT, АСА, АСС u ACG. Приема се, че когато един кодон е специфичен за определена аминокиселина, той включва всички ко- 5 дони дегенерати, които кодират тази аминокиселина. 17-мсрът се хибридизира до едноверижна ДНК на М13 фаг,която носи безсмислената верига на IFN-β гена. След това олигонуклеотидният праймер се удължава върху 10 ДНК, като се използва ДНК полимераза 1 фрагмент на Klenow и получената dsflHK се преобразува до затворена кръгова ДНК с Т4 лигаза. Репликацията на резултантния мутантен хетеродуплекс дава клонове на ДНК веригата, 15 съдържаща несъвпадението. Мутантни клонове може да бъдат идентифицирани и скринирани по наличието или липсата на специфични рестрикционни сайтове, резистентност или чувствителност към антибиотици или чрез дру- 20 ги методи, известни в тази област. Когато цистеинът се замества със серин, Т —> А преминаването, показано на фигура 2, води до създаването на нов Hinfl рестрикционен сайт в структурния ген. Мутантният клон се иденти- 25 фицира чрез олигонуклеотидния праймер като проба при хибридизационен скрининг на мутиралите фагови плаки. Праймерът има само едно несъвпадение, когато е хибридизиран, е родителския протеин, но съвпада съвсем точно 30 когато е хибридизиран до мутирала фагова ДНК, както е показано на фигура 2. Хибридизационните условия може да се поддържат такива, че олигонуклеотидният праймер да хибридизира предимно до мутантна ДНК, а не до ро- 35 дителска ДНК. Новосъздаденият Hinfl сайт също служи като средство за потвърждаване на мутация на единична база в IFN-β гена.ATTTTCAGAGTCAG, which is identical to one sequence of seventeen nucleotides on the IFN-β sense strand in the codon 1 region. ' is the exception of a single mismatch in the first base of ko45 don 17. This mismatch is at nucleotide 12 in the primer. It should be borne in mind that the genetic code can degenerate and many of the amino acids can be encoded by more than one codon. For example, the base codon for serine is six times degenerate, so the columns TCT, TCG, TCC, TCA, AGT and ACG encode for serine. The AGT codon has been selected as the preferred convenience application. Similarly for threonine encodes each of the columns ACT, ACA, ACC and ACG. It is accepted that when a codon is specific for a particular amino acid, it includes all codon 5 degenerates that encode that amino acid. The 17-mRNA is hybridized to single-stranded DNA of M13 phage that carries the nonsense strand of the IFN-β gene. The oligonucleotide primer was then extended onto 10 DNA using the DNA polymerase 1 fragment of Klenow and the resulting dsflHK converted to closed circular DNA with T 4 ligase. Replication of the resultant mutant heteroduplex yields clones of the DNA strand containing the mismatch. Mutant clones may be identified and screened for the presence or absence of specific restriction sites, antibiotic resistance or susceptibility, or by other methods known in the art. When cysteine is replaced by serine, the T -> A transition shown in Figure 2 results in the creation of a new Hinf1 restriction site in the structural gene. The mutant clone was identified by the oligonucleotide primer as a probe for hybridization screening of the mutated phage plates. The primer has only one mismatch when hybridized, is the parent protein, but exactly 30 when it is hybridized to the mutated phage DNA, as shown in figure 2. Hybridization conditions can be maintained such that the oligonucleotide primer is hybridized primarily to the mutant DNA, not parental DNA. The newly created Hinf1 site also serves as a means of confirming a single-base mutation in the IFN-β gene.

ДНКнаМ13фаг носеща мутиралия ген се изолира и разделя на подходящи експреси- 40 онни вектори, например плазмид рТгрЗ и E.coli щам ММ294 се трансформира с вектора. Подходящи хранителни среди за култивиране на трансформантите и на техни прогени са известни на специалистите в тази област. Изразеният 45 мутеин на IFN-β се изолира, пречиства и охарактеризира.The DNAnM13phage carrying the mutated gene is isolated and separated into appropriate expression vectors, for example plasmid pTrP3 and E. coli strain MM294 transformed with the vector. Suitable culture media for the transformation of transformants and their progeny are known to those skilled in the art. The expressed IFN-β 45 mutein was isolated, purified and characterized.

Кратко описание на чертежите.Brief description of the drawings.

Фигура 1 е диаграма на аминокиселинната последователност на IFN-β. 50Figure 1 is a diagram of the amino acid sequence of IFN-β. 50

Фигура 2 е схема, показваща получаването на мутантен IFN-β ген чрез олигонуклеотидно насочена мутагенеза.Figure 2 is a diagram showing the production of a mutant IFN-β gene by oligonucleotide-directed mutagenesis.

Фигура 3 е диаграма на плазмид ρβΗτρ.Figure 3 is a diagram of plasmid ρβΗτρ.

включващ IFN-β гена.including the IFN-β gene.

Фигура 4 е диаграма на клониращия вектор М13 тр8 фаг.Figure 4 is a diagram of the cloning vector M13 tr8 phage.

Фигура 5 е рсстрикционна карта на клон М13-Р 1.Figure 5 is a restriction map of clone M13-P 1.

Фигура 6 е отпечатък със секвениращ гел на мутантния IFN-β serl7 ген, показваш промяна на единична база в кодиращия участък.Figure 6 is a footprint of a sequencing gel of the mutant IFN-β serl7 gene, showing a single-base change in the coding region.

Фигура 7 е диаграма на експресионния плазмид рТгрЗ.Figure 7 is a diagram of the expression plasmid pTrP3.

Фигура 8 показва Hinf I рестрикционната карта на клон pSY 2501, фигура 8 (bi показва получените от него два 169 Ьр и 23 Ьр фрагмента.Figure 8 shows the Hinf I restriction map of clone pSY 2501, figure 8 (bi shows the resulting two 169 bp and 23 bp fragments.

Фигура 9 с рсстрикционна карта на клон PSY2501.Figure 9 with the PSY2501 cluster restriction map.

Фигура 10 показва кодиращата за мутеин IFN-βч. и съответната й аминокиселинна последователност.Figure 10 shows the mutein coding for IFN-β h . and its corresponding amino acid sequence.

Фигури 11 е единична ивица на протеин от 16,000 далтона, .отговаряща на lFN-β^, в екстрактите на клонове pSY2501 и ρβΠτρ.11 is a single strip of 16,000 daltons protein corresponding to lFN-β ^ in the extracts of clones pSY2501 and ρβΠτρ.

Фигура 12 е диаграма на плазмида pLM 1, който съдържа гена на човешкия интерлевкин -2 (1L-2) под контрола на E.coli trp промотор.Figure 12 is a diagram of plasmid pLM 1 that contains the human interleukin -2 (1L-2) gene under the control of the E. coli trp promoter.

Фигура 13 е рестрикционна карта на клон на фаг M13-IL-2.Figure 13 is a restriction map of a phage M13-IL-2 clone.

Фигура 14 е рестрикционна карта на плазмида pLW46.Figure 14 is a restriction map of plasmid pLW46.

Фигура 15 (а) и 15 (в) показват нуклеотидната последователност на кодиращата верига на клон pLW46 и съответната аминокиселинна последователност на IL-2 мутеин, означен IL-2 ser 1 25Figures 15 (a) and 15 (c) show the nucleotide sequence of the pLW46 coding chain and the corresponding amino acid sequence of IL-2 mutein, designated IL-2 ser 1 25

Фигура 16 е диаграма на плазмида pLW32.Figure 16 is a diagram of the plasmid pLW32.

Фигура 17 е диаграма на плазмида pLW55.Figure 17 is a diagram of plasmid pLW55.

Примери за изпълнение на изобретението.Examples of carrying out the invention.

Следващите примери поясняват изобретението, но не ограничават неговия обхват. Примери 1 до 11 описват получаването на мутеин на IFN-β, а примери 12 до 20-получавансто на мутеин на IL-2.The following examples illustrate the invention but do not limit its scope. Examples 1 to 11 describe the production of IFN-β mutein, and Examples 12 to 20-the production of IL-2 mutein.

Пример 1. Клониране на IFM β ген в М13 вектор.Example 1. Cloning of IFM β gene in M13 vector.

Използването на М13 фагов вектор като източник на едноверижна ДНК матрица е описано от G.F.Temple et. al, Nature (1982) 296:537540. Плазмидът ρβΠτρ (фигура 3), съдържащ IFN-β гена, под контрола на E.coli trp промо6 тор се смила с рестрикционни ензими Hindlll и Xholl. MI3inp8 (J.Messing. Third Cleveland Symposium on Macromolecules: Recombinant DNA, 1981) репликативната форма (RF) на ДНК (фигура 4) се смила с рестрикционните ензими Hindlll и BamHI и се смесва с ρβΐίτρ ДНК. която предварително е смляна с Hindlll u Xholl. Сместа се лигира с Т4 ДНК лигаза, лигираната ДНК се трансформира в компетентни клетки на E.coli щам JM103 и се разстила върху Xgal индикаторни плочки (Messing et. al. Nucleic Acids Res. (1981) 9:309-321). Плаките съдържащи рекомбинантен фаг (бели плаки) се отделят, инокулират се в прясна култура на JM 103 и минипрепарати на RF молекули, получени от инфектирани клетки (Bimboim and Dolv, Nucleic Acid Res. (1979) 7:1513-1523). RF молекулите се смилат c различни рестрикционни ензими за идентифициране на клоновете, съдържащи IFN-β инсърта. Рестрикционната карта на един такъв клон (Μ 13-β 1) е показана на фигура 5. Едноверижна (SS)фагова ДНК се получава от клона Μ13-β 1 и служи като матрица за специфична по място мутагенеза при използване на синтетичен олигонуклеотид.The use of the M13 phage vector as a source of single stranded DNA template is described by GFTemple et. al, Nature (1982) 296: 537540. The plasmid ρβΠτρ (Figure 3) containing the IFN-β gene under the control of the E. coli trp promoter was digested with the restriction enzymes HindIII and Xholl. MI3inp8 (J. Massing. Third Cleveland Symposium on Macromolecules: Recombinant DNA, 1981) DNA replication form (RF) (Figure 4) was digested with HindIII and BamHI restriction enzymes and mixed with ρβΐίτρ DNA. which was pre-ground with Hindlll and Xholl. The mixture was ligated with T 4 DNA ligase, the ligated DNA was transformed into competent cells of E.coli strain JM103 and plated onto Xgal indicator plates (Messing et. Al. Nucleic Acids Res. ( 1981) 9: 309-321). Plates containing recombinant phage (white plates) were separated, inoculated into fresh culture of JM 103 and minipreparations of RF molecules obtained from infected cells (Bimboim and Dolv, Nucleic Acid Res. (1979) 7: 1513-1523). The RF molecules were digested with various restriction enzymes to identify clones containing IFN-β insert. The restriction map of one such clone (Μ 13-β 1) is shown in Figure 5. Single-stranded (SS) phage DNA is obtained from clone Μ13-β 1 and serves as a template for site-specific mutagenesis using a synthetic oligonucleotide.

Пример 2. Специфична по място мутагенеза.Example 2. Site-specific mutagenesis.

Четиридесет пикомола от синтетичния олигонуклеотид GCAATTTTCAGAGTCAG (праймер) се обработват с Т4 киназа в присъствието на 0,1 тМ аденозинтрифосфат (АТФ), 50 тМ хидроксиметиламинометан хидрохлорид (трие солна киселина) с pH 8.0, 10 шМ магнезиев двухлорид, 5 тМ дитиотреитол (ДТТ) и 9 единици Т4 киназа, в 50 μΐ при 37°С в продължение на 1 час. Киназираният праймер (12 пикомола) се хибридизира до 5 pg ss Μ13-β 1 ДНК в 50 pl смес, която съдържа 50 тМ натриев хлорид, 10 тМ трие солна киселина с pH 8,0, 10 тМ магнезиев двухлорид и 10 тМ βмеркаптоетанол, при нагряване на 67°С за пет минути и при 42°С за 25 минути. Отгрятата смес се охлажда върху лед и се прибавя към 50 pl реакционна смес, съдържаща по 0,5 шМ от всеки дезоксинуклеозид трифосфат (dNTP), 80 mM трие солна киселина с pH 7,4, 8 тМ магнезиев двухлорид, 9 единици ДНК полимераза 1, фрагмент на Klenow, 0,5 mM АТФ и 2 единици Т4 ДНК лигаза, инкубира се при 37°С три часа и два часа при 25°С. Реакцията завършва с фенолна екстракция и преципитация с етанол. ДНК се разтваря в 10 тМ трие солна киселина е pH 8,0, 10 тМ етилендиаминтетраоцетна киселина (ЕДТА), 50 % захароза и 0,05 % бромофенил синьо и се подлага на електрофореза върху 0.8 агарозен гел в присъствието на 2 pg/ml етидиум бромид. ДНК ивиците, отговарящи на RF формите на Μ13 βΐ. се слуират от гелните срезове по перхлоратния метод (Davis, et al..Advanced Bacterial Genetics” (1980) стр. 178-179. Елуираната ДНК се използва за трансформиране на компетентни JM103 клетки, култивирани едно денонощие и бкДНК. се изолира от надстоящата течност на култура. Тази ззДНК се използва като матрица при втори цикъл на разширяване на ираймера, гелно пречистените RF форми на ДНК се трансформират в компетентни JM 103 клетки, разстилат се върху агарни плочки и се ннкубират за едно денонощие за получаване на фагови плаки.Forty picomoles of the synthetic oligonucleotide GCAATTTTCAGAGTCAG (primer) was treated with T 4 kinase in the presence of 0.1 mM adenosine triphosphate (ATP), 50 mM hydroxymethylaminomethane hydrochloride (Tris-HCI) at pH 8.0, 10 mM magnesium chloride, 5 mM dithiothreitol (DTT ) and 9 units of T 4 kinase, in 50 μΐ at 37 ° C for 1 hour. The kinase primer (12 picomoles) was hybridized to 5 pg ss Μ13-β 1 DNA in a 50 pl mixture containing 50 mM sodium chloride, 10 mM tris hydrochloric acid with pH 8.0, 10 mM magnesium dichloride and 10 mM β mercaptoethanol, at heating at 67 ° C for five minutes and at 42 ° C for 25 minutes. The heated mixture was cooled on ice and added to a 50 pl reaction mixture containing 0.5 µM of each deoxynucleoside triphosphate (dNTP), 80 mM tris hydrochloric acid with pH 7.4, 8 mM magnesium dichloride, 9 units of DNA polymerase 1 , a Klenow fragment, 0.5 mM ATP and 2 units of T 4 DNA ligase, incubated at 37 ° C for three hours and two hours at 25 ° C. The reaction is terminated by phenolic extraction and precipitation with ethanol. The DNA was dissolved in 10 mM Tris hydrochloric acid was pH 8.0, 10 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 50% sucrose and 0.05% bromophenyl blue and electrophoresed on 0.8 agarose gel in the presence of 2 pg / ml ethidium bromide. DNA bands corresponding to the Μ13 βΐ RF forms. are excised from the gel sections by the perchlorate method (Davis, et al..Advanced Bacterial Genetics ”(1980) pp. 178-179. The eluted DNA is used to transform competent JM103 cells cultured overnight and bcDNA. is isolated from the supernatant This 3ZDNA was used as a template in the second cycle of iimer expansion, gel-purified RF forms of DNA were transformed into competent JM 103 cells, spread on agar plates, and incubated overnight to obtain phage plates.

Пример 3. Специфична по място мутагенеза.Example 3. Site-specific mutagenesis.

Експериментът от пример 2 се повтаря, с изключение на това, че използваният синтетичен олигонуклеотиден праймер е GCAATT TTCAGACTCAG. Той променя кодон 17 на IFN-β гена от такъв, който кодира за цистеин в такъв, който кодира за треонин.The experiment of Example 2 was repeated, except that the synthetic oligonucleotide primer used was GCAATT TTCAGACTCAG. It changes codon 17 of the IFN-β gene from one that encodes for cysteine to one that encodes for threonine.

Пример 4. Специфична по място делеция.Example 4. Place-specific deletion.

Повтаря се експериментът от пример 2 с изключение на това, че използваният синтетичен олигонуклеотиден праймер е AGCA ATTTTCAGCAGAAGCTCCTG за делеция на кодон 17 от IFN-β гена.The experiment of Example 2 was repeated, except that the synthetic oligonucleotide primer used was AGCA ATTTTCAGCAGAAGCTCCTG for deletion of codon 17 from the IFN-β gene.

Пример 5. Скрининг и идентифициране на мутантни плаки.Example 5. Screening and identification of mutant plaques.

Блюда, съдържащи мутирали Μ13-β1 плаки (пример 1) и две блюда, съдържащи немутирали Μ13-β1 фагови плаки, се охлаждат до 4°С и плаките от всяко блюдо се пренасят върху два нитроцелулозни кръгови филтъра, чрез поставяне на сух филтър върху агарната плочка за пет минути за първия и 15 минути за втория филтър. След това филтрите се поставят върху дебела филтърна хартия, напоена с 0,2 °0 натриев хидроксид. 1,5 М натриев хлорид и 0,2 % Triton Х-100. за пет минути и се неутрализират чрез поставяне върху филтърна хартия, напоена с 0,5 М трие солна киселина с pH 7,5 и 0,5 М натриев хлорид за още пет минути. Филтрите се промиват по подобен начин два пъти върху филтри, напоени в 2xSSC (стандартен физиологически цитрат), изсуша7 ват се и след това се изпичат във вакуумна пещ при 80°С за два часа. Двойните филтри се предхибридизират при 55С за четири часа с по 10 ml на филтър ДНК хибридизационен буфер (5 х SSC) pH 7,0, 4 х разтвор на Denhardt (поливинилпиролидин, фикол и говежди серумен албумин, 1 х = 0,02 % от всеки), 0,1 % натриев додецил сулфат (SDS), 50 тМ натриев фосфат буфер с pH 7,0 в 100 pg/ml ДНК от денатурирана сперма на пъстърва. Белязана с 32Р проба се приготвя чрез киназиране на олигонуклеотидния праймер с белязан с 32Р АТФ. Филтратите се хибридизират до 3,5x10 cpm/ml от белязания с 32Р праймер в 5 ml за филтър ДНК хибридизационен буфер при 55°С за 24 часа. Филтрите се промиват при 55°С за 30 минути всеки в промивен буфер, съдържащ 0,1 °о SDS и намаляващи количества SSC. Първо филтрите се промиват с буфер, съдържащ 2xSSC, и контролните филтри, съдържащи нсмутирали Μ13-β1 плаки, се проверяват за наличност на някаква радиоактивност с гайгеров брояч. Концентрацията на SSC се понижава стъпаловидно и филтрите се промиват, докато не остане откриваема радиоактивност върху контролните филтри с нсмутирали Μ13-β1 плаки. Най-ниската концентрация на SSC, която е била използвана, е O.lxSSC. Филтрите се изсушават на въздуха и се авторадиографират при -70°С за два-три дни. Прави се скрининг с киназиран олигонуклеотиден индикатор на 480 плаки на мутирал М13βΐ и 100 немутирали контролни плаки. Никоя от контролните плаки не хибридизира с индикатора, докато пет мутирали Μ13-β1 плаки хибридизират с него.Plates containing mutated Μ13-β1 plates (Example 1) and two dishes containing non-mutated Μ13-β1 phage plates were cooled to 4 ° C and plates of each plate were transferred to two nitrocellulose circular filters by placing a dry filter on the agar tile for five minutes for the first and 15 minutes for the second filter. The filters were then placed on thick filter paper soaked in 0.2 ° 0 sodium hydroxide. 1.5 M sodium chloride and 0.2% Triton X-100. for five minutes and neutralized by loading on filter paper impregnated with 0.5 M trie hydrochloric acid pH 7.5 and 0.5 M sodium chloride for another five minutes. The filters were similarly washed twice on filters soaked in 2xSSC (standard physiological citrate), dried and then baked in a vacuum oven at 80 ° C for two hours. The double filters were pre-hybridized at 55C for four hours with 10 ml each per filter DNA hybridization buffer (5 x SSC) pH 7.0, 4 x Denhardt solution (polyvinylpyrrolidine, ficol and bovine serum albumin, 1 x = 0.02% of each), 0.1% sodium dodecyl sulfate (SDS), 50 mM sodium phosphate buffer with pH 7.0 in 100 pg / ml of denatured trout semen. A 32 P labeled sample was prepared by kinase of the 32 P ATP labeled oligonucleotide primer. The filtrates were hybridized to 3.5x10 cpm / ml of 32 P labeled primers in 5 ml for DNA filter hybridization buffer at 55 ° C for 24 hours. Filters were washed at 55 ° C for 30 min each in wash buffer containing 0,1 ° o SDS and decreasing amounts of SSC. First, the filters are washed with buffer containing 2xSSC, and the control filters containing the Μ13-β1 -mutated plates are checked for any radioactivity with a Geiger counter. The concentration of SSC was reduced stepwise and the filters were washed until no radioactivity was detected on control filters with н13-β1 plaque-switched. The lowest SSC concentration that has been used is O.lxSSC. The filters are air-dried and autoradiographically at -70 ° C for two to three days. Screening was performed with a kinase oligonucleotide indicator of 480 plates of mutated M13βΐ and 100 non-mutated control plates. None of the control plaques hybridized with the indicator, while five mutated Μ13-β1 plaques hybridized with it.

Една от петте мутирали Μ13-β1 плаки (M13-SY2501) се взима с игла и се инокулира в култура на JM 103. От надстоящата течност се получава збДНК, а двойноверижна (ds) ДНК се получава от утайката. Тази ssflHK се използва като матрица за дидезокси секвениране на клона, използвайки М13 универсалния праймер. Резултатите от секвенирането са показани на фигура 6, потвърждавайки, че TGT cys кодонът е бил превърнат в AGT ser кодон.One of the five mutated Μ13-β1 plaques (M13-SY2501) was taken with a needle and inoculated into JM 103 culture. From the supernatant, cbDNA was obtained and double stranded (ds) DNA was obtained from the precipitate. This ssflHK was used as a matrix for dideoxy sequencing of the clone using the M13 universal primer. The sequencing results are shown in Figure 6, confirming that the TGT cys codon has been converted to the AGT ser codon.

Пример 6. Експресия на мутирал lFN-β в E.coli.Example 6. Expression of Mutated lFN-β in E.coli.

RF ДНК M13-SY2501 се смила с рестрикционните ензими Hindlll и XhoII и включеният 520 Ьр фрагмент се пречиства върху 1 %ен агарозен гел. Плазмидът рТгрЗ, съдържащ Е. coli trp промотор (фигура 7), се смила с ен зимите Hindlll u BamHI, смесва се с пречистен M13-SY2501 ДНК фрагмент и се лигира в присъствие на Т4 ДНК лигаза. Лшпраната ДНК се трансформира в Е. coli щам ММ294. Резистентни на ампицилин трансформанти се подлагат на скрининг за чувствителност към лекарството тетрациклин. Плазмидна ДНК от пет резистентни на ампицилин, чувствителни към тетрациклин клона, се смилат с Hinfl за скрининг за наличност на M13-SY2501 включване. Фигура 8 (а) показва IllNfl рестрикционни карта на един от клоновете (pSY2501), сравнена с Hinfl картата на оригиналния IFN-β клон, ρβΐίτρ. Както се очаква, има един допълнителен Hinfl сайт в pSY2501, разцепващ 197 Ьр IFN-β вътрешен фрагмент на един 169 Ьр фрагмент и един 28 Ьр фрагмент (фигура 8Ь). Една рестрикционна карта на клон pSY2501 е показана на фигура 9. Цялостната ДНК последователност на мутантния IFN-β ген е показана на фигура 10 заедно с очакваната аминокиселинна последователност.The M13-SY2501 RF DNA was digested with the HindIII and XhoII restriction enzymes and the included 520 bp fragment was purified on a 1% agarose gel. Plasmid rTgrZ containing E. coli trp promoter (Figure 7) was digested with en winters Hindlll u BamHI, mixed with the purified M13-SY2501 DNA fragment, and ligated in the presence of T 4 DNA ligase. Spleen DNA was transformed into E. coli strain MM294. Ampicillin-resistant transformants are screened for drug sensitivity tetracycline. Plasmid DNA of five tetracycline-sensitive ampicillin-resistant clones was digested with Hinfl for screening for M13-SY2501 inclusion. Figure 8 (a) shows an IllNfl restriction map of one of the clones (pSY2501) compared to the Hinfl map of the original IFN-β clone, ρβΐίτρ. As expected, there is one additional HinfI site in pSY2501 cleaving the 197 bp IFN-β internal fragment of one 169 bp fragment and one 28 bp fragment (Figure 8b). A restriction map of clone pSY2501 is shown in Figure 9. The complete DNA sequence of the mutant IFN-β gene is shown in Figure 10 together with the expected amino acid sequence.

Плазмидът, означен като клон pSY2501, е депозиран в Колекцията Agricultural Research Culture Collections (NRRL), Fermentation Laboratory, Notrhern Regional Research Center, Science and Education Administration US Department of Agriculture, 1815 North University Street, Peoria Ill. 60604 на 30 март 1983 и е получил номера СМСС № 1533 и NRRL № В-15356.The plasmid, designated clone pSY2501, was deposited with the Agricultural Research Culture Collections (NRRL), Fermentation Laboratory, Notrhern Regional Research Center, Science and Education Administration of the US Department of Agriculture, 1815 North University Street, Peoria Ill. 60604 on March 30, 1983 and received IASB No. 1533 and NRRL No. B-15356.

Култури от pSY2501 и ρβΐΐτρ, които включват и техни прогени, се отглеждат до оптическа плътност (OD ) 1.0. Приготвя сс свободен от клетки екстракт и количеството IFN-β антивирусна активност се изследва върху GM2767 клетки с микротитрационен анализ. Екстрактите от клон pSY2501 проявяват три до десет пъти по-висока активност, отколкото pPltrp (таблица 1), което показва че клон pSY2501 е синтезирал повече протеин, проявяващ IFN-β активност или, че получаваният протеин има по-висока специфична активност.Cultures of pSY2501 and ρβΐΐτρ, which include their progeny, are grown to an optical density (OD) of 1.0. Prepare with a cell-free extract and the amount of IFN-β antiviral activity was assayed on GM2767 cells by microtiter analysis. Extracts from clone pSY2501 exhibited three to ten times higher activity than pPltrp (Table 1), indicating that clone pSY2501 synthesized more protein exhibiting IFN-β activity or that the resulting protein had higher specific activity.

Таблица 1Table 1

Екстракт Extract Антивирусна активност (U/nil) Anti-virus activity (U / nil) PSY2501 PSY2501 6 х 10 s 6 x 10 s ρβΐφρ ρβΐφρ I х 105 I x 10 5 ptrp3 (контрола)ptrp 3 (control) 30 30

За да се определи дали клон pSY2501 синтезира няколко пъти по активен протеин, екстрактите от двата клона се подлагат на електрофореза върху SDS полиакриламиден гел заедно с контролен екстракт и гелът се оцветява с коомас и синьо за онагледяване на протеините. Както е показано на фигура 11, има само една ивица, отговаряща на един протеин от 18 000 далтона, който се съдържа в екстрактите на клонове pSY2501 и , ρβΗτρ, но не и в контролния екстракт ptrp’. Този протеин, който има молекулно тегло от около 20 000 далтона, но показва гел миграционна картина от 18 000 далтона, за който е установено че е IFN-β чрез пречистване на този протеин от екстракти на ρβΐίτρ. Тъй като в екстрактите от pSY2501 се съдържат по-малко от този протеин, отколкото екстрактите от ρβΐtrp, спе цифичната активност на протеина в екстракти на клон pSY250l е по-висока от тази на клон ρβΗτρ.To determine whether clone pSY2501 synthesized several times over the active protein, extracts from both clones were electrophoresed on an SDS polyacrylamide gel together with a control extract, and the gel was stained with coomas and blue to illustrate the proteins. As shown in Figure 11, there is only one band corresponding to one 18,000 Dalt protein contained in the extracts of clones pSY2501 and, ρβΗτρ, but not in the control extract ptrp '. This protein, which has a molecular weight of about 20,000 daltons but shows a gel migration image of 18,000 daltons, found to be IFN-β by purification of this protein from ρβΐίτρ extracts. Because the extracts of pSY2501 contain less of this protein than the extracts of ρβΐtrp, the specific activity of the protein in extracts of clone pSY250l is higher than that of clone ρβΗτρ.

Пример 7.Example 7.

Плазмидът pSY2501 сс трансформира в компетентен субвариант на E.coli щам ММ294, означаван ММ294-1. Проба от получения трансформант е депозирана в Американската колекция типове култури 12301, Parklawn Drive, 10 Rockville, Md 20852 US на 18 ноември 1983 под номер АТСС 39 517.Plasmid pSY2501 cc was transformed into a competent sub-variant of E. coli strain MM294, designated MM294-1. A sample of the transformant obtained was deposited with American Culture Collection 12301, Parklawn Drive, 10 Rockville, Md 20852 US on November 18, 1983 under ATCC number 39 517.

Пример 8. Продуциране на IFN-β serl7. IFN-β ser 17 се възстановява от Е. coli, които са били трансформирани да продуциратExample 8. Production of IFN-β serl7. IFN-β ser 17 is recovered from E. coli that have been transformed to produce

IFN-β serl7. E.coli се култивират в следната хранителна среда до OD от 10-11 при 680 nm (сухо тегло 8,4 g/Ι).IFN-β serl7. E. coli were cultured in the following culture medium to an OD of 10-11 at 680 nm (dry weight 8.4 g / Ι).

Съставка Ingredient Концентрация Concentration nh4cinh 4 ci 20 mM 20 mM K2SO4 K 2 SO 4 16,1 тМ 16.1 tM КН РО. KN RO. 7,8 тМ 7.8 tM Na2HPO4 At 2 HPO 4 12,2 тМ 12.2 tM MgSO4.7H2OMgSO 4 .7H 2 O 3 тМ 3 tM Na3 цитрат.2Н2ОNa 3 citrate. 2H 2 O 1,5 тМ 1.5 tM MnSO4.4H;0MnSO 4 .4H ; 0 30 μΜ 30 μΜ ZnSO4.7H2bZnSO 4 .7H 2 b 30 μΜ 30 μΜ CuO4.5H,OCuO 4 .5H, O 3 μ.Μ 3 μ.Μ L-триптофан L-tryptophan 70 mg/l 70 mg / l FeSO4.7H20FeSO 4 .7H 2 0 72 μΜ 72 μΜ Тиамин солна киселина Thiamine hydrochloric acid 20 mg/l 20 mg / l Глюкоза Glucose 40 g/1 40 g / l 15 pH контролирано с NH4OH15 pH controlled with NH 4 OH

Получените 9,9 1 (9,9 kg) трансформирани E.coli сс охлаждат на 20°С и се концентрират чрез прекарване през филтър с кръстосано протичане при средно налягане от около 110 кра и постоянна скорост на филтрата от 260 ml/min, докато теглото на филтрата достигне 8,8 kg. Концентратът (приблизително 1 1) се отделя в съд и се охлажда до 15°С. След това клетките в концентрата се разрушават чрез про пускането му през хомогенизатор Manton-Gaulin 45 при 5°С, около 69 000 кра. Хомогенизаторът се промива с един литър буфериран с фосфат физиологичен разтвор с pH 7,4 (PBS) и промивната течност се добавя към диеруптата за получаване на краен обем от два литра. Този обем 50 се центрофугира непрекъснато при 12 000 xg и скорост на протичане от 50 ml/min. Утайката се сепарира от надстоящата течност и се сус9 пендира повторно в четири литра PBS, съдържат 2 °„ тегл. SDS. Тази суспензия се разбърква при стайна температура за 15 минути, след което вече няма видимо суспендиран материал. След това разтворът се екстрахира с 2-бутанол в обемно съотношение бутанол:разтвор 1:1. Тази екстракция се извършва в сепаратор течна-течна фаза при скорост на протичане от 200 ml/ min. След това органичната фаза се сепарира и изпарява до сухо, при което добивът е 21,3 g протеин. Той се ресуспсндира в дестилирана вода при обемно съотношение 1:10.The resulting 9.9 l (9.9 kg) of transformed E.coli cc were cooled to 20 ° C and concentrated by passing through a cross-flow filter at an average pressure of about 110 K and a constant filtrate rate of 260 ml / min until the weight of the filtrate reaches 8.8 kg. The concentrate (approximately 1 L) was separated into a vessel and cooled to 15 ° C. The cells in the concentrate were then destroyed by passing it through a Manton-Gaulin 45 homogenizer at 5 ° C, about 69,000 cf. The homogenizer was washed with one liter of phosphate buffered saline with pH 7.4 (PBS) and the washing liquid was added to the dierupate to obtain a final volume of two liters. This volume 50 was centrifuged continuously at 12,000 xg and a flow rate of 50 ml / min. The precipitate was separated from the supernatant and resuspended in four liters of PBS containing 2 ° w. SDS. This suspension was stirred at room temperature for 15 minutes, after which no more visibly suspended material was present. The solution was then extracted with 2-butanol in a volume ratio of butanol: solution 1: 1. This extraction is carried out in a liquid-liquid phase separator at a flow rate of 200 ml / min. The organic phase was then separated and evaporated to dryness, yielding 21.3 g of protein. It is resuspended in distilled water at a volume ratio of 1:10.

Възстановеният продукт се изследва за активност на човешки IFN-β . като се използва анализ, основаващ се на защита срещу вирусен цитопатичен ефект (СРЕ). Изследването се извършва в микротитрационни плочки. По 50 μΐ минимум есенциална среда се поставя във всяка ямка и в първата ямка се поставят 25 μΐ от пробата, а в следващите ямки се правят серийно 1:3 обемни разреждания. Във всяка плочка има вирус (Vesicular stomatitus), клетки (човешка фибробластна линия GM-2767) и сравнителна IFN-β контрола. Използваният за сравнение IFN-β е 100 единици на милилитър. След това плочките се облъчват с ултравиолетова светлина в продължение на 10 минути. След облъчването към всяка ямка се добавят 100μ1 от клетъчната суспензия (1,2 х 105 клетки/ml) и плочките се инкубират 18-24 часа. Добавя се вирусен разтвор по една плакообразуваща единица за клетка във всяка ямка, освен при контролата. Плочките се инкубират докато вирусната контрола покаже 100 % СРЕ. Това става нормално 18 до 24 часа след добавянето на вирусен разтвор. Резултатите от изследването се интерпретират по отношение на разположението на ямката с 50 % СРЕ спрямо сравнителната IFN-β контрола. Спрямо тях се определя титъра за интерферон на всички проби върху плочката. Определената специфична активност на възстановения продукт е 5 х 107 U/mg.The recovered product was tested for human IFN-β activity. using analysis based on protection against viral cytopathic effect (CPE). The test is carried out in microtiter plates. A minimum of 50 μΐ of essential medium is placed in each well and 25 μΐ of the sample is placed in the first well, and serial dilutions of 1: 3 are made in subsequent wells. Each plate has a virus (Vesicular stomatitus), cells (human fibroblast GM-2767 line) and comparative IFN-β control. The IFN-β used is 100 units per milliliter. The tiles were then irradiated for 10 minutes. After irradiation, 100 µl of cell suspension (1.2 x 10 5 cells / ml) was added to each well and the plates were incubated for 18-24 hours. Add a viral solution of one plaque unit per cell in each well, except for the control. The plates were incubated until viral control showed 100% CPE. This happens normally 18 to 24 hours after the addition of the viral solution. The results of the study are interpreted with respect to the location of the well with 50% CPE relative to the comparative IFN-β control. The interferon titer of all samples on the plate was determined against them. The specific activity of the recovered product is 5 x 10 7 U / mg.

Пример 9. Кисело преципитиране и хроматографско пречистване.Example 9. Acid precipitation and chromatographic purification.

Процесът от пример 8 се повтаря с изкзю«ение на това, че след екстрахиране и сепариране на водната и органичната фаза и смесване на органичната фаза с PBS в обемно съотношение 3:1, рН на сместа се понижава до около 5 чрез добавяне на ледена оцетна кисе-лина. Полученият преципитат се сепарира чрез центрофугиране при 10 000 до 17 000 g 15 минути и утайката се разтваря повторно в 10 % (тегло/ обем) SI)S, 10 ml ДТТ, 50 ml буфер натриев ацетат рН 5,5 и се загрява до 8()С за пет минути.The process of Example 8 was repeated with the exception that after extracting and separating the aqueous and organic phases and mixing the organic phase with PBS in a volume ratio of 3: 1, the pH of the mixture was lowered to about 5 by the addition of glacial acetic acid. acid. The resulting precipitate was separated by centrifugation at 10,000 to 17,000 g for 15 minutes and the residue was redissolved in 10% (w / v) SI) S, 10 ml DTT, 50 ml sodium acetate buffer pH 5.5 and heated to 8 () In five minutes.

След това разтворът се поставя в Brownlee RP-300, 10μΜ, “Aquaporc” колона, при използване на Beckman градиентна система. Буфер А е 0,1 % трифлуорооцетна киселина (TFA) в Н2О, буфер В е 0,1 % TFA в ацетонитрил. Откриването става по ултравиолетовата абсорбция при 280 пш. Програмата на разтворителя е линеен градиент от 0 % буфер В към 100 % буфер В за три часа. Фракциите, проявяващи най-високите активности на интерферон, се събират на едно място и се определя, че специфичната активност на събрания интерферонов препарат е 9,0 х 10' до 3,8 х 10s международни единици за mg протиен, в сравнение с тази от около 2x10’ U/mg на природния IFN-β.The solution was then placed on a Brownlee RP-300, 10μΜ, “Aquaporc” column using a Beckman gradient system. Buffer A is 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) in H 2 O, buffer B is 0.1% TFA in acetonitrile. Detection is by UV absorption at 280 ps. The solvent program is a linear gradient of 0% buffer B to 100% buffer B for three hours. The fractions exhibiting the highest interferon activity were collected in one place and it was determined that the specific activity of the collected interferon preparation was 9.0 x 10 'to 3.8 x 10 s international units per mg of protene compared to this of about 2x10 'U / mg of native IFN-β.

Пример 10. Биохимическа характеристика на 1ΕΝ-βκΓ 17.Example 10. Biochemical characterization of 1ΕΝ-β κΓ 17 .

Аминокиселинният състав се определя след траеща 24 до 72 часа хидролиза на проба от 40 pg в 200 μΐ 5.7-Ν солна киселина. 0.1 % фенол при 108°С. Пролин и цистеин се определят по същия начин след окисляване с пермравчена киселина, като в този случай фенолът се пропуска при хидролизата. Триптофан се анализира след 24 часа хидролиза на пробни образци от 400 μΐ в 5,7-Ν солна киселина, 10 % меркаптооцетна киселина (без фенол). Анализът се извършва на Beckman 121 MB анализатор за аминокиселини при използване на единична колона с ААО смола.The amino acid composition was determined after hydrolysis of a sample of 40 µg in 200 μΐ 5.7-hydrochloric acid for 24 to 72 hours. 0.1% phenol at 108 ° C. Proline and cysteine are determined in the same way after oxidation with permaic acid, in which case phenol is omitted during hydrolysis. Tryptophan was analyzed after 24 hours hydrolysis of 400 μΐ sample samples in 5.7-hydrochloric acid, 10% mercaptoacetic acid (without phenol). The assay was performed on a Beckman 121 MB amino acid analyzer using a single column of AAO resin.

Аминокиселинният състав, изчислен от представителните 24-, 48- и 72-часови хидролизи на пречистен IFN-β^ ]7 съвпада с очаквания според ДНК последователността на клонирания IFN-β ген, минус липсващия N-kpaен метионин.The amino acid composition calculated from representative 24-, 48-, and 72-hour hydrolyses of purified IFN-β4 ] 7 matches the expected DNA sequence of the cloned IFN-β gene, minus the missing N-kpa methionine.

Аминокиселинната последователност на първите 58 остатъка от аминокиселинния край на пречистен IFN се определя на 0.7 mg проба в Beckman 890°С секвенаторс 0,1 м буфер Quadrol. РТН аминокиселини се определят чрез обратнофазова HPLC върху Алтекс ултрасферна ODS колона (4.6 х 250 mm) при 45°С, елуиране 1,3 минути с 40 % буфер В и 8,4 минути от 40-70 % буфер В, при което буфер А е 0,0115 мола натриев ацетат, 5 % тетрахидрофуран (THF), рН 5,11, а буфер В е 10 % THF в ацетонитрил.The amino acid sequence of the first 58 residues of the amino acid end of purified IFN was determined on a 0.7 mg sample in a Beckman 890 ° C sequencer with 0.1 m Quadrol buffer. PTH amino acids were determined by reverse phase HPLC on an Altex ultraspheric ODS column (4.6 x 250 mm) at 45 ° C, eluting 1.3 minutes with 40% buffer B and 8.4 minutes with 40-70% buffer B, where buffer A is 0.0115 moles of sodium acetate, 5% tetrahydrofuran (THF), pH 5.11, and buffer B is 10% THF in acetonitrile.

N-крайната аминокиселинна последова10 тслност на IFN-picr ]7 след определяне съвпада с очакваната на база ДНК последователността, с изключение на N-крайния мстионин.The N-terminal amino acid sequence10 of the IFN-β icr? 7 sequence, after determination, coincides with the expected DNA-based sequence except for the N-terminal mystinin.

Пример 11. Алтернативен метод за получаване и пречистване на 1ΓΝ-βExample 11. Alternative Method for Preparation and Purification of 1ΓΝ-β

Е. coli трансформирани е pSY2501 се култивират в следната среда.E. coli transformed pSY2501 were cultured in the following medium.

Съставка Ingredient Приблизителна начална концентрация Approximate initial concentration \л, цитрат.2Н,0 l, citrate 2H, 0 1 mM 1 mM КН2РО4 KN 2 PO 4 30 тМ 30 tM (NH4)2SO4 (NH 4 ) 2 SO 4 74 тМ 74 tM MgSO4.7H,OMgSO 4 .7H, O 3 тМ 3 tM MnSO4.H20MnSO 4 .H 2 0 46 μΜ 46 μΜ ZnSO4.7H2OZnSO 4 .7H 2 O 46 μΜ 46 μΜ CuSO4.5H,OCuSO 4 .5H, O 1-2 μ Μ 1-2 μ Μ L-триптофан L-tryptophan 350 μΜ 350 μΜ FeSO4.7H OFeSO 4 .7H O 74 μΜ 74 μΜ Тиамин-солна киселина Thiamine hydrochloric acid 0,002 % 0,002% Глюкоза Glucose 1,5 % 1.5%

При нужда се добавя Dow Corning пеногасител-25 процентов разтвор на полипропилен гликол, 50 процентов разтвор на глюкоза и 5-нор.мален калиев хидроксид.If necessary, add a Dow Corning defoamer-25 percent solution of polypropylene glycol, 50 percent glucose solution and 5-nor.-potassium hydroxide.

Температурата се поддържа 37±1°С, pH 6,5±0,1 с натриев хидроксид, а разтвореният кислород на 30 % насищане на въздуха. Оптическата плътност и количеството остатъчна глюкоза се измерват след 14 часа и през интервали от приблизително 1 час след това. Материал се събира когато консумацията на глюкоза достигне 40±6 g/1 /OD при 680 наномстра=10-1I).The temperature was maintained at 37 ± 1 ° C, pH 6.5 ± 0.1 with sodium hydroxide and dissolved oxygen at 30% air saturation. The optical density and the amount of residual glucose are measured after 14 hours and at intervals of approximately 1 hour thereafter. The material is collected when glucose consumption reaches 40 ± 6 g / l / OD at 680 nm = 10-1I).

Събраният материал се концентрира приблизително трикратно чрез преминаване през микропорест филтър с напречно протичане под налягане. Концентрираните клетки се диафилтрират с дейонизирана вола докато събраният материал се концентрира 4-5 пъти. След това клетките сс разкъсват чрез прекарването им през хомогенизатор Manton-Gaulin при около 4,1 до 5.5x104 кра. След първото преминаване се добавя SDS-натриево-фосфатен буфер до крайна концентрация от 2 % SDS, 0,08 М натриев фосфат и хомогенизирането продължава още един час. Тогава се добавя твърд ДТТ до крайна концентрация от 50 mM и хомогенизатът се загрява до 90±5°С за 10 минути. Получената клетъчна суспензия се екстрахира с 2-бутанол при обемно съотношение 1:1 бутанол:суспензия в статичен миксер.The collected material was concentrated about three times by passing through a microporous cross-flow filter. The concentrated cells were diafiltered with deionized ox while the collected material was concentrated 4-5 times. The cells were then cleaved by passage through a Manton-Gaulin homogenizer at about 4.1 to 5.5x10 4 feet. After the first pass, SDS sodium phosphate buffer was added to a final concentration of 2% SDS, 0.08 M sodium phosphate and homogenization continued for another hour. Then solid DTT was added to a final concentration of 50 mM and the homogenate heated to 90 ± 5 ° C for 10 minutes. The resulting cell suspension was extracted with 2-butanol at a volume ratio of 1: 1 butanol: suspension in a static mixer.

Сместа се центрофугира и се отделя богатата на 2-бутанол фаза.The mixture was centrifuged and the 2-butanol-rich phase was separated.

Богата на бутанол фаза се смесва с 2,5 обема 0.1 % SDS в буфериран с фосфат физиологически разтвор (PBS). Добавя се твърд 35 ДТТ до крайна концентрация от 2 mM. pH на сместа се установява на 6,2±0,1 с ледена оцетна киселина и тази смес се центрофугира. Получената утайка се отделя и се суспендира отново в PBS + 10 % SDS при pH установено на 40 8,5±0,1 с l-Ν натриев хидроксид основа. Добавя се твърд ДТТ до крайна концентрация 100 mM и суспензията се загрява до 90±5“С за 10 минути. След това суспензията се охлажда до около 25С pH се наглася на 5,5±0,1 с леде45 на оцетна киселина и разтворът се филтрира.The butanol-rich phase was mixed with 2.5 volumes of 0.1% SDS in phosphate-buffered saline (PBS). A solid 35 DTT was added to a final concentration of 2 mM. The pH of the mixture was adjusted to 6.2 ± 0.1 with glacial acetic acid and the mixture was centrifuged. The resulting precipitate was separated and resuspended in PBS + 10% SDS at a pH of 40 8.5 ± 0.1 with 1-Ν sodium hydroxide base. Add solid DTT to a final concentration of 100 mM and heat the suspension to 90 ± 5 ° C for 10 minutes. The suspension was then cooled to about 25C. The pH was adjusted to 5.5 ± 0.1 with ice45 acetic acid and the solution filtered.

След това разтворът се поставя в Sephacryl S-200 колона и фракциите, които проявяват най-високи активности на интраферон, се отделят, след което се концентрират чрез улт50 рафилтрация с разделяне при 10 Kdal молекулно тегло. Концентратът се окислява чрез добавяне на еквимоларни количества протеин и йодособснзосна киселина в реакционен съд. съдържащ 2тМ натриев пирофосфат, 0,1 % SDS и I тМ ЕДТА. рН се поддържа по време на окисляването на 9,0±0,1 с 0,5-нормалсн натриев хидроксид и се установява на 5,5±0,2, когато 5 окисляването е завършено. След окисляването концентратът се пропуска отново през ултрафилтрационната установка при 10 Kdal разделяне на молекулно тегло.The solution was then placed in a Sephacryl S-200 column and the fractions exhibiting the highest activities of intraferon were separated and then concentrated by ultrafiltration with 10 Kdal molecular weight separation. The concentrate is oxidized by the addition of equimolar amounts of protein and iodine-acid in the reaction vessel. containing 2mM sodium pyrophosphate, 0.1% SDS and 1mM EDTA. The pH was maintained during oxidation to 9.0 ± 0.1 with 0.5-normal sodium hydroxide and adjusted to 5.5 ± 0.2 when 5 oxidation was complete. After oxidation, the concentrate is again passed through the ultrafiltration unit at 10 Kdal molecular weight separation.

Концентратът се поставя в главна Sephac- 10 ryl S-200 колона и фракциите се анализират чрез SDS-PAGE за откриване на тези, несъдържащи замърсители с високо молекулно тегло. Тези фракции се събират на едно място и се пропускат през ултрафилтрационно устройство. Фил- 15 трираният концентрат се фракционира върху Sephadex G-75 колона. Провежда се SDS-PAGE анализ на фракциите за определяне на тези, които не съдържат замърсители с ниско или високо молекулно тегло. Тези фракции се събират 20 на едно място за обезсолване.The concentrate was placed on a major Sephac-10 ryl S-200 column and fractions were analyzed by SDS-PAGE to detect those containing no high molecular weight pollutants. These fractions are collected in one place and passed through an ultrafiltration device. The filtered concentrate was fractionated on a Sephadex G-75 column. SDS-PAGE analysis of fractions is performed to determine those that do not contain low or high molecular weight pollutants. These fractions were collected 20 at a single desalination site.

Sephadex G-25 колона, калибрирана с 1 тМ натриев хидроксид се зарежда със събраните фракции от Sephadex G-75 колоната като се използва дестилирана вода с рН нагласено 25 на 10,8-11 с 50 % натриев хидроксид. Пречистеният продукт се събира до празна проба. От този обезсолен, пречистен IFN-β мутеин може да бъдат приготвяни по известни методи състави за терапевтично приложение. 30A Sephadex G-25 column calibrated with 1 mM sodium hydroxide was charged to the collected fractions of the Sephadex G-75 column using distilled water set pH 25 to 10.8-11 with 50% sodium hydroxide. The purified product is collected to a blank. From this desalinated, purified IFN-β mutein, formulations for therapeutic use can be prepared by known methods. 30

Биологични тестове на IFN-βIFN-β biological assays

Антигенно сравняване.Antigenic comparison.

IFN-β се сравнява антигенно с IFNβ, продуциран от диплоидни фибробласти, като се използва тестът за неутрализиране на 35 вируси. Поливалентен антисерум за диплоид фибробластен IFN-β се получава в зайци. Този антисерум блокира антивирусната активност както на диплоиден фибробластен IFN-β, така и на ΙΡΝ-βκΓ17 при тестовете за неутрализира- 40 не на вируси, което показва че двата протеина са неразличими антигенно.IFN-β was compared antigenically to IFNβ produced by diploid fibroblasts using the 35 virus neutralization assay. Polyvalent diploid fibroblast IFN-β antiserum is obtained in rabbits. This antiserum blocks the antiviral activity of both diploid fibroblast IFN-β and ΙΡΝ-β κΓ17 in virus neutralization assays, indicating that the two proteins are indistinguishably antigenic.

Антивирусна активност.Antivirus activity.

Пречистеният iFN-β^ 17 се сравнява по антивирусна активност с природен IFN-β. Инхибирането на репликацията на vesicular stomatitis вирус в диплоидни кожни фибробласти (HS27F) е неразличимо от това на естествената молекула. По същия начин инхибирането на херпес симплекс вирус тип I в HS27F фибробласти от естествен и мутантен протеин е сравнимо.Purified iFN-β ^ 17 was compared by antiviral activity with native IFN-β. Inhibition of vesicular stomatitis virus replication in diploid skin fibroblasts (HS27F) is indistinguishable from that of the natural molecule. Similarly, the inhibition of herpes simplex virus type I in HS27F fibroblasts of natural and mutant protein is comparable.

Антипролиферативна активност.Antiproliferative activity.

Антипролиферативна активност на 1FNβ^ 17 за непрекъснати клетъчни линии е сравнима с тази на природния IFN-β. Т24 клетки, получени от преходен клетъчен карцином, се третират с 200 единици/мл от протеините. Клетъчният растеж се инхибира значително (р<0,02) и от двата протеина.The antiproliferative activity of 1FNβ ^ 17 for continuous cell lines is comparable to that of native IFN-β. T24 cells derived from transitional cell carcinoma were treated with 200 units / ml of protein. Cell growth was significantly inhibited (p <0.02) by both proteins.

Стимулиране на естествени килърни клетки (ΝΚ>.Stimulation of natural killer cells (ΝΚ>.

Способността на IFN-β ^ 17 да стимулира ΝΚ клетъчна (спонтанна клетъчно опосредствана цитотоксичност) активност се подлага на тест. Сепарирани с Ficoll-hvpaque периферни мононуклеарни клетки (РМС) или обогатени на NK лимофоцитни препарати (лишени от моноцити чрез пластична адхезия и от ОКТЗ-положителни Т клетки чрез третиране с ОКТЗ антитяло плюс комплемент) се инкубират едно денонощие в хранителна среда съдържаща IFN-β _ в различни концентрации. Белязани е 5; Ст клетки мишени се инкубират с ефекторни клетки (при съотношение ефекторни клеткигмишенни клетки=50:1) за 2-4 часа. NK клетъчната цитотоксичност се определя чрез измерване на количеството белязани клетки в средата. Резултатите от тези тестове са показани в таблица 1 по-долуThe ability of IFN-β ^ 17 to stimulate cellular (spontaneous cell-mediated cytotoxicity) activity is tested. Separated with Ficoll-hvpaque peripheral mononuclear cells (PMC) or NK enriched lymphocyte preparations (devoid of monocytes by plastic adhesion and OKT3-positive T cells by treatment with OKT3 antibody plus complement) were incubated overnight in nutrient medium β-IFN _ in different concentrations. There are 5 marked ; Target cells are incubated with effector cells (at effector cell to cell ratio = 50: 1) for 2-4 hours. NK cell cytotoxicity is determined by measuring the amount of labeled cells in the medium. The results of these tests are shown in Table 1 below

Таблица 1Table 1

NK клетъчна цитотоксичност при интерферон (специфичен процент на освобождение 5 Сг SEM) IFN u/mlNK cell cytotoxicity with interferon (specific release rate 5 Cr SEM) IFN u / ml

Клеткамишена Cage Ефекторна клетка Effective cell 0 0 10 10 30 30 100 100 300 300 1000 1000 Т24 T24 РМС RMS 7,23 ± 5,1 7.23 ± 5.1 23,1 ± 4,4 23.1 ± 4.4 24,4 ± 1,1 24.4 ± 1.1 34,1 ± 2,5 34.1 ± 2.5 50,0 ± 2,0 50.0 ± 2.0 40,4 ± 4,4 40.4 ± 4.4 Chang Chang РМС RMS 4,7 ± 0,5 4.7 ± 0.5 7,2 ± 0,8 7.2 ± 0.8 9,5 ± 1,7 9.5 ± 1.7 15,9 ± 1,3 15.9 ± 1.3 21,9 ± 1,4 21.9 ± 1.4 26,9 ± 1,8 26.9 ± 1.8 Chang Chang NK Епг NK Epg 19,2 ± 4,6 19.2 ± 4.6 39,4 ± 4,1 39.4 ± 4.1 ND ND 54,2 ± 6,1 54.2 ± 6.1 ND ND 41,7 ± 5,5 41.7 ± 5.5 К562 K562 NK Епг. NK Epg. 41,0 ± 4,6 41.0 ± 4.6 48,4 ± 1,6 48.4 ± 1.6 ND ND 62,2 ± 3,5 62.2 ± 3.5 ND ND 63,2 ± 3,5 63.2 ± 3.5

Както е посочено клетките мишени сс убиват по-ефективно от третирани с IFN-β^ 7 клетки, отколкото от нетретираните.As indicated target cells cc kill more effectively than treatment with IFN-β ^ 7 cells than the untreated.

Клинични опити.Clinical trials.

Започната е фаза I на клинични опити за потвърждаване безопасността на IFN-β ч за хора. Тези опити включват прилагане на протеина при пациенти мускулно и венозно в дози в обхвата между 1 х 10s единици (1 pg протеин) до 400 х 106 единици. В началната фаза I на клиничните опити не са наблюдавани никакви неочаквани нежелани ефекти.Phase I of clinical trials to confirm the safety of IFN-β h in humans has been initiated. These experiments include administration of the protein to patients intramuscularly and intravenously at doses ranging from 1 x 10 s units (1 pg protein) to 400 x 10 6 units. No unexpected side effects were observed in the initial phase I clinical trials.

Както е посочено, препаратът IFN-β проявява специфична активност, твърде близка или по-висока от тази на природния IFN-β. 1FNβ ιΓ няма свободни сулфхидрилни групи, а една -S-S- връзка между единствените останали цистеини в позиции 31 и 141. Протеинът не образува лесно олигомери и съществува основно в мономсрна форма. Получаваният съгласно изобретението IFN-β^ 17 може да бъде прилаган както самостоятелно, така и в различни смеси, във фармацевтично приемливи препарати в инертни, нетоксични, непредизвикващи алергии, физиологически поносими носители с клинично и терапевтично приложение при терапия на рак или при състояния, изискващи терапия с интерферон и при вирусни инфекции като вирусен херпес симплекс I и II. вирусен хепатит В, вирусни простуди и риновирус. Носителите включват, без да се ограничават, дестилирана вода, физиологичен разтвор, Рингеров разтвор, разтвор на Ханк и други подобни. Могат да бъдат включвани и други нетоксични стабилизиращи и улесняващи разтварянето добавки, като декстроза, HS А (човешки серумен албумин) и други подобни.Терапевтичните средства могат да се прилагат орално или парентерално, например венозно, мускулно, интраперитонеално и подкожно. Препарати на модифициран IFN-β съгласно изобретението може също да се използват за локално приложение в подходящи носители, използвани нормално за такива пели. IFN-β мутеинът може да се прилага локално или системно, сам или в комбинация с други терапевтични средства, например с ацикловир за терапевтични и профилактични цели съгласно US Ν” 4 355 032. Дозата мутеин, приложен при пациенти-хора, ще зависи от това дали той се прилага непрекъснато (включително интермитиращо) или като болус. Количеството, прилагано непрекъснато, е обикновено по-малко от количеството прилагано ка то болус. Това количество обикновено е в обхвата от 1 х 54 до 4 х 10s единици, по-често от около I х 10''до I х 10’.As indicated, the IFN-β preparation exhibits a specific activity too close to or greater than that of native IFN-β. 1FNβ ιΓ has no free sulfhydryl groups, but a single -SS- bond between the only remaining cysteines at positions 31 and 141. The protein does not easily form oligomers and exists mainly in monomers. The IFN-β ^ 17 obtained according to the invention can be administered either alone or in various mixtures, in pharmaceutically acceptable formulations in inert, non-toxic, non-invasive allergies, physiologically acceptable carriers with clinical and therapeutic applications in cancer therapy or in conditions requiring interferon therapy and viral infections such as viral herpes simplex I and II. viral hepatitis B, viral colds and rhinovirus. Carriers include, but are not limited to, distilled water, saline, Ringer's solution, Hank's solution, and the like. Other non-toxic stabilizing and solubilizing additives may be included, such as dextrose, HS A (human serum albumin) and the like. Therapeutic agents may be administered orally or parenterally, for example, intravenously, intramuscularly, intraperitoneally and subcutaneously. The modified IFN-β formulations of the invention may also be used for topical administration in suitable carriers normally used for such pellets. IFN-β mutein may be administered topically or systemically, alone or in combination with other therapeutic agents, such as acyclovir for therapeutic and prophylactic purposes according to US Patent No. 4,355,032. The dose of mutein administered to human patients will depend on this. whether it is administered continuously (including intermittent) or as a bolus. The amount administered continuously is usually less than the amount of bolus applied. This amount is typically in the range of 1 x 5 4 to 4 x 10 s units, more often from about I x 10'' to I x 10 '.

Предимствата на описания мутеин на IFN-β се основават на елиминирането на една свободна сулфхидрилна група в позиция 17 на IFN-β, като с това се подтиква протеина да образува правилни дисулфидни връзки между cys31 u cvsl 41 и да приеме конформацията необходима за проявата на пълна биологическа активност. По-високата специфична активност на IFN-β^ 17 позволява използването на по-малки дози при терапевтично приложение. Благодарение на делецията на свободната -SH група. lFN-β^, протеинът не образува димери и олигомери така лесно, както микробиално продуцирания IF.N-β. Това улеснява пречистването на протеина и повишава неговата стабилност.The advantages of the IFN-β mutein described are based on the elimination of a free sulfhydryl group at IFN-β position 17, thereby forcing the protein to form the correct disulfide bonds between cys31 and cvsl 41 and to accept the conformation required for complete biological activity. The higher specific activity of IFN-β ^ 17 allows the use of smaller doses for therapeutic use. Thanks to the deletion of the free -SH group. 1FN-β ^, the protein does not form dimers and oligomers as easily as the microbially produced IF.N-β. This facilitates the purification of the protein and increases its stability.

Пример 12.Example 12.

Нуклеотидната последователност на сДНК клона, кодиращ за човешки 1L-2, методите за получаване на IL-2 сДНК банка и скрининг на същите за 1L-2 са описани от Taniguchi et al., Nature (1983) том 24. стр. 305 et seq.The nucleotide sequence of the cDNA clone encoding for human 1L-2, methods for producing the IL-2 cDNA bank and screening for the same for 1L-2 are described by Taniguchi et al., Nature (1983) Volume 24. P. 305 et seq .

сДНК банки, обогатени с потенциални IL-2 сДНК клонове, се получават от обогатена с IL-2 тРНК фракция, получена от индуцирани периферни кръвни лимфоцити PBL и Jurkat клетки по обикновените методи. Обогатяване на тРНК с информация за 1L-2 се извършва чрез фракциониране на тРНК и идентифициране на фракцията имаща IL-2 тРНК активност чрез инжектиране на фракциите в ооцити на Xenopus laevis и анализ на ооцитните лизати за IL-2 активност върху НТ-2 клетки (Watson J.Exp.Med.(1979) 150:1570-1519 u Gillis et al., J Immun (1978) 120:2027-2032).cDNA banks enriched with potential IL-2 cDNA clones were obtained from the IL-2 enriched mRNA fraction obtained from induced peripheral blood lymphocytes PBL and Jurkat cells by conventional methods. Enrichment of mRNA with 1L-2 information is performed by fractionating the mRNA and identifying the fraction having IL-2 mRNA activity by injecting the fractions into oocytes of Xenopus laevis and analyzing the oocyte lysates for IL-2 activity on HT-2 cells ( Watson J. Exp.Med. (1979) 150: 1570-1519 in Gillis et al., J Immun (1978) 120: 2027-2032).

Пример 13. Скрининг и идентифициране на 1L-2 сДНК клонове.Example 13. Screening and identification of 1L-2 cDNA clones.

IL-2 сДНК банките се скринират при използване на метод за хибридизация на колонии. Всяка микротитрационна плочка се реплицира върху двойна нитроцелулозна филтърна хартия (S<kS тип ВА-85) и колониите се култивират при 37°С в продължение на 14-16 часа върху L агар, съдържащ 50 pg/ml ампицилин. Колониите се лизират и ДНК се фиксира към филтъра чрез последователно третиране за пет минути с 500 тМ натриев хидроксид, 1,5 М натриев хлорид, промиване два пъти за по 5 минути всеки път с 5 х стандартен физиологичен цитрат (SSC). Филтрите се изсушават въздушно и се изпичат при 80°С за два часа. Двойните филтри се прсхибрилизират при 42С за 6-8 часа с 10 ml за филтър ДНК хибридизационен буфер (50 % формамид, 5 х SSC с pH 7,0, 5 х разтвор на Denhardl (поливинилпиролидин, и фикол и говежди серумен албумин; 1 х =-0,2 % от всеки), 50 тМ натриево-фосфатен буфер с pH 7,0, 0,2 % SDS, 20gg/ml Poly U, и 50 pg/ml ДНК от денатурирана сперма на пъстърва.IL-2 cDNA banks were screened using a colony hybridization method. Each microtiter plate was replicated on double nitrocellulose filter paper (S <kS type BA-85) and the colonies were cultured at 37 ° C for 14-16 hours on L agar containing 50 pg / ml ampicillin. Colonies were lysed and DNA was fixed to the filter by successive treatment for five minutes with 500 mM sodium hydroxide, 1.5 M sodium chloride, washing twice for 5 minutes each time with 5 x standard physiological citrate (SSC). The filters are air-dried and baked at 80 ° C for two hours. The double filters were pre-hybridized at 42C for 6-8 hours with 10 ml for filter DNA hybridization buffer (50% formamide, 5 x SSC with pH 7.0, 5 x Denhardl solution (polyvinylpyrrolidine, and ficol and bovine serum albumin; 1 x = -0.2% of each), 50 mM sodium phosphate buffer with pH 7.0, 0.2% SDS, 20gg / ml Poly U, and 50 pg / ml trout denatured DNA.

Белязана с ,2Р 20-мерна олигонуклеотидна проба се приготвя в основа на последователността на IL-2 гена, описана от Taniguchi et al.(виж по-горе). Нуклеотидната последователност на пробата е GTGGCCTTCTTGGGCATGTA.A 2 P-labeled oligonucleotide probe was prepared based on the sequence of the IL-2 gene described by Taniguchi et al. (See above). The nucleotide sequence of the sample is GTGGCCTTCTTGGGCATGTA.

Пробите образци се хибридизират при 42°С за 24 до 36 часа с 5 ml/филтър ДНК хибридизационен буфер, съдържащ 32Р нуклеотидната проба. Филтрите се промиват два пъти по 30 мин всеки път при 50°С с 2 х SSC, 0,1 % SDS, след това се промиват два пъти с 1 х SSC и 0,1 % SDS при 50°С за 90 минути, изсушават се въздушно и се авторадиографират при -70°С за 2 до 3 дни. Идентифицират се положителните клонове и отново се извършва скрининг с пробата. Идентифицират се клоновете с пълна дължина и се потвърждават чрез изготвяне на карти с рестрикционни ензими и се сравняват с последователността на 1L-2 сДНК клона установена от Taniguchi et al.(виж по-горе).The sample samples were hybridized at 42 ° C for 24 to 36 hours with 5 ml / filter DNA hybridization buffer containing 32 P nucleotide sample. The filters were washed twice for 30 min each time at 50 ° C with 2 x SSC, 0.1% SDS, then washed twice with 1 x SSC and 0.1% SDS at 50 ° C for 90 minutes, dried air and autoradiograph at -70 ° C for 2 to 3 days. Positive clones are identified and screened again. Full-length clones were identified and confirmed by restriction enzyme mapping and compared to the sequence of the 1L-2 cDNA clone established by Taniguchi et al. (See above).

Пример 14. Клониране на IL-2 ген в М13 вектор.Example 14. Cloning of an IL-2 gene into an M13 vector.

IL-2 генът се клонира в \I13mp9, както в пример 1, при използване на плазмида pLWl (фигура 12), съдържащ IL-2 гена под контрола на E.coli trp промотор. Един пробен образец от pLWl е депозиран в American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Md, 20852, US на 4 август 1983 и му е даден АТСС номер 39 405. Рестрикционната карта на един клон (означен M13-IL2) съдържащ 1L-2 инсърта е показана на фигура 13. Елноверижна фагова ДНК се получава от клон M13-1L2 и служи като матрица за олигонуклеотидно насочена мутагенеза.The IL-2 gene was cloned into I13mp9 as in Example 1 using plasmid pLW1 (Figure 12) containing the IL-2 gene under the control of the E. coli trp promoter. One sample of pLWl was deposited at American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Md, 20852, US on August 4, 1983 and was given ATCC number 39 405. The restriction map of one branch (designated M13-IL2) containing 1L The -2 insert is shown in Figure 13. Single-stranded phage DNA is derived from clone M13-1L2 and serves as a template for oligonucleotide-directed mutagenesis.

Пример 15. Олигонуклеотидно насочена мутагенеза.Example 15. Oligonucleotide-directed mutagenesis.

Както е посочено по-рано, 1L-2 съдържа цистеинови остатъци в аминокиселинни позиции 58, 105 и 125. Въз основа на нуклеотидните последователности на частите на 1L-2 гена, които съдържат кодонитс за тези три цистеинови остатъка, три олигонуклеотидни праймсра са проектирани и синтезирани за мутация на кодониге за тези остатъци до кодови за серин. Тези олигонуклеотиди имат следните последователности:As indicated previously, 1L-2 contains cysteine residues at amino acid positions 58, 105, and 125. Based on the nucleotide sequences of portions of 1L-2 genes that contain codonitis for these three cysteine residues, three oligonucleotide primers were designed and synthesized for a codoniga mutation for these residues to code for serine. These oligonucleotides have the following sequences:

CTTCTAGAGACTGCAGATGГТТС (DM27) за промяна на cys 58;CTTCTAGAGACTGCAGATGГТТС (DM27) for modification of cys 58;

CATCAGCATACTCAGACATGAATG (DM28) за промяна на cys 105 иCATCAGCATACTCAGACATGAATG (DM28) for modifying cys 105 and

GATGATGCTCTGAGAAAAGGTAATC (DM29) за промяна на cys 125.GATGATGCTCTGAGAAAAGGTAATC (DM29) for cys 125 change.

Четиридесет пикомола от всеки олигонуклеотид се киназират поотделно в присъствието на 0,1 тМ АТФ, 50 тМ трис-солна киселина с pH 8,0, 10 тМ магнезиев двухлорид, 5 тМДТТ и 9 единици Т4киназа в 50 μΙ при 37°С за 1 час. Всеки от киназираните праймери (10 пикомола) се хибридизира с 2,6 gg от M13-IL2 ДНК в 15 μΙ от една смсс. съдържаща 100 m.M натриев хлорид, 20 тМ трис-солна киселина с pH 7,9, 20 тМ магнезиев двухлорид и 20 тМ β-меркаптоетанол, чрез загряване до 67°С за пет минути и на 42°С за 25 минути. Отгретите смеси се охлаждат върху лед и се нагласят до краен обем с 25 μΐ реакционна смес съдържаща 0,5 m.M от всеки dNTP, 17 mM триссолна киселина, pH 7,9, 17 тМ магнезиев двухлорид, 83 тМ натриев хлорид. 17 тМ βмеркаптоетанол, 5 единици ДНК полимераза 1 фрагмент на Klenow, 0,5 mM аденозинтрифосфат (АТФ) и 2 единици Т4 ДНК лигаза, инкубирана при 37°С за пет час?.. Реакциите се прекратяват чрез загряване до 80°С и тогава реакционните смеси се използват за трансформиране на компетентни JM103 клетки, разстлани върху агарни плочки и инкубирани едно денонощие за получаване на фагови плаки.Forty picomoles of each oligonucleotide were kinase individually in the presence of 0.1 mM ATP, 50 mM trisolic acid with pH 8.0, 10 mM magnesium dichloride, 5 mMDTT, and 9 units of T 4 kinase in 50 μΙ at 37 ° C. 1 hour. Each of the kinase primers (10 picomoles) was hybridized with 2.6 gg of M13-IL2 DNA in 15 μΙ of one cmc. containing 100 mM sodium chloride, 20 mM trisolic acid at pH 7.9, 20 mM magnesium dichloride and 20 mM β-mercaptoethanol by heating to 67 ° C for five minutes and 42 ° C for 25 minutes. The warmed mixtures were cooled on ice and adjusted to a final volume with 25 μΐ reaction mixture containing 0.5 mM of each dNTP, 17 mM trisolic acid, pH 7.9, 17 mM magnesium dichloride, 83 mM sodium chloride. 17 mM β mercaptoethanol, 5 units of DNA polymerase 1 fragment of Klenow, 0.5 mM adenosine triphosphate (ATP) and 2 units of T 4 DNA ligase incubated at 37 ° C for five hours .. Reactions were terminated by heating to 80 ° C and the reaction mixtures are then used to transform competent JM103 cells spread on agar plates and incubated overnight to obtain phage plates.

Пример 16, Скрининг и идентифициране на мутирали фагови плаки.Example 16, Screening and Identification of Mutated Phage Plates.

Плочки, съдържащи мутирали M13-1L2 плаки, и две плочки, съдържащи немутирали M13-IL2 фагови плаки, се охлаждат до 4ПС и фаговите плаки от всяка плочка се пренасят върху два нитроцелулозни филтърни кръга чрез притискане на сух филтър върху агарната плочка за 5 минути за първия филтър и 15 минути за втория филтър. След това филтрите се поставят върху дебела филтърна хартия, напоена с 0,2-N натриев хидроксид, 1,5 М натриев хлорид и 0,2 % Triton за пет минути и се неутрализират чрез разстилане върху филтър14 на хартия, напоена с 0,5 М трис-солна киселина с plI 7,5 и 1,5 М натриев хлорид за още пет минути. Филтрите се промиват по подобен начин два пъти върху филтри, напоени в 2 х SSC, изсушават се във въздушна среда и тогава се изпичат във вакуумна пеш при 80С за два часа. Двойните филтри се прехибридизират при 42°С за четири часа с по 10 ml за филтър ДНК хибридизационен буфер (5 х SSCрН 7,0, 4 х разтвор на Denhardt (поливинилпиролидон, фикол и говежди серумен албумин, 1 х 0,02 % от всеки), 0,1 % SDS, 50 тМ буфер натриев фосфат-рН 7,0 и 100 pg/ml ДНК от денатурирана сперма на пъстърва. Приготвят се индикатори, белязани с 32Р чрез киназиране на олигонуклеотидни праймери с белязан АТФ. Филтрите се хибридизират с 0,1 х 105 cpm/ml от белязания с 32Р праймер в пет ml за филтър ДНК хибридизационен буфер при 42°С за осем часа. Филтрите се промиват два пъти при 50 !С за 30 минути, всеки в промивен буфер, съдържащ 0,1 % SDS и 2 х SSC и два пъти при 50°С за 30 минути всеки с 0,1 % SDS и 0.2 °0 SSC. Филтрите се изсушават на въздуха и се авторадиографират при -70°С за два до три дни.Plates containing mutated M13-1L2 plates and two plates containing non-mutated M13-IL2 phage plates were cooled to 4 P C and phage plates from each plate were transferred to two nitrocellulose filter circles by pressing a dry filter on the agar plate for 5 minutes for the first filter and 15 minutes for the second filter. The filters were then placed on thick filter paper impregnated with 0.2-N sodium hydroxide, 1.5 M sodium chloride and 0.2% Triton for five minutes and neutralized by spreading on filter 14 paper impregnated with 0.5 M Tris-hydrochloric acid with pI 7.5 and 1.5 M sodium chloride for another five minutes. The filters were similarly washed twice on filters soaked in 2 x SSC, air-dried, and then vacuum-baked at 80C for two hours. The double filters were re-hybridized at 42 ° C for four hours with 10 ml each to filter the DNA hybridization buffer (5 x SSCrH 7.0, 4 x Denhardt solution (polyvinylpyrrolidone, ficol and bovine serum albumin, 1 x 0.02% each) ), 0.1% SDS, 50 mM sodium phosphate buffer pH 7.0 and 100 pg / ml trout denatured DNA Indicators 32 P labeled by kinase of ATP-labeled oligonucleotide primers were prepared. with 0.1 x 10 5 cpm / ml of 32 P labeled primers in five ml for filtering DNA hybridization buffer at 42 ° C for eight hours. and 50! C for 30 min each in wash buffer containing 0,1% SDS and 2 x SSC and twice at 50 ° C for 30 minutes each with 0,1% SDS and 0.2 ° 0 SSC. The filters are dried on air and autoradiograph at -70 ° C for two to three days.

Тъй като олигонуклеотидните праймери DM28 u DM29 са предназначени да създадат нов Ddel рестрикционен сайт в мутиралите клонове (фигура 14), RF-ДНК от известен брой клонове, които са хибридизирани с всеки един от тези киназирани праймери се смилат с рестрикнионен ензим Ddel. Една от мутиралите M13-1L2 плаки, която е хибридизирана с праймер DM28 и има нов Ddel рестрикционен сайт (M13-LW44) се отделя и се инокулира в култура на JM103, като от надстоящата течност на културата се получава ssJHK, а от клетъчната Maca-dsRF-ДНК. По същия начин една плака, която е хибридизирана с праймер DM29 (Μ 13 LW46) се отделя и от нея се получават и ss4HK и RF-ДНК. Олигонуклеотидният праймер DM27 е предназначен да създава нов PstI рестрикционен сайт вместо Ddel сайт. Поради това на плаките, които хибридизират с праймера, се прави скрининг за на личност на нов PstI сайт. Една такава фагова плака сс идентифицира (М I3-IW42) и от нея се получава и ххДНК и RF-ДНК. ДНК от всеки от тези три клона се секвенират за потвърждаване, че TGT кодоните-мишени за цистеин са превърнати в ТСТ колони за серии.As the oligonucleotide primers DM28 and DM29 are designed to create a new Ddel restriction site in the mutated clones (Figure 14), RF-DNA from a number of clones that are hybridized to each of these kinase primers is digested with the restriction enzyme Ddel. One of the M13-1L2 mutant plates, which is hybridized with primer DM28 and has a new Ddel restriction site (M13-LW44), is separated and inoculated into JM103 culture to obtain ssJHK from the culture supernatant and cell Maca- dsRF-DNA. Similarly, a plate that is hybridized with primer DM29 (Μ 13 LW46) is separated and ss4HK and RF-DNA are obtained. The DM27 oligonucleotide primer is designed to create a new PstI restriction site instead of the Ddel site. Therefore, plaques that hybridize with the primer are screened for identity on a new PstI site. One such phage plaque cc identifies (M I3-IW42) and it produces both xDNA and RF-DNA. DNA from each of these three clones was sequenced to confirm that the cysteine target TGT codons were converted to TST columns for series.

Пример 17. Реклониране на мутантен IL2 ген за експресия в E.coli.Example 17. Reclamation of a mutant IL2 gene for expression in E. coli.

Всяка RF-ДНК от M13-LW42, M13-LW44 u M13-LW46 се смила с рестрикционните ензими Hindlll и Banll и включените фрагменти сс пречистват от 1 % агарозен гел. По същия начин плазмидът рТгрЗ (фигура 7) се смила с Hindlll u Bdnll, големият плазмиден фрагмент, съдържащ trp промотора, се пречиства върху агарозен гел и тогава се лигира с всеки от включените фрагменти, изолирани от M13-LW42, Μ13LW44 u M13-LW46. Лигираните плазмиди се трансформират в компетентни E.coli К12 щам ММ294. П лазмиднитс ДНК от тези трансформанти се анализират, като се изготвя карта с рестрикционни ензими за потвърждаване наличността на плазмидите pLW42, pLW44 u pLW46. Фигура 14 е рестрикционна карта на pI.W46.Each RF-DNA of M13-LW42, M13-LW44 and M13-LW46 was digested with Hindlll and Banll restriction enzymes and the included fragments were purified from a 1% agarose gel. Similarly, the plasmid pTrP3 (Figure 7) was digested with HindIII and Bdnll, the large plasmid fragment containing the trp promoter was purified on an agarose gel and then ligated with each of the included fragments isolated from M13-LW42, Μ13-LW44 and M13-LW44. . The ligated plasmids were transformed into competent E. coli K12 strain MM294. The plasmid DNA of these transformants was analyzed by producing a restriction enzyme map to confirm the availability of plasmids pLW42, pLW44 and pLW46. Figure 14 is a restriction map of pI.W46.

Когато всеки един от тези отделни клонове се култивира в отсъствие на триптофан за индуциране на trp промотора и свободните от клетки екстракти се анализират върху SDSполиакриламиден гел, за всичките три клона pLW42, pLW44 u pLW46 се установява, че синтезират 14,5 kd протеин, подобен на този, установен в положителна контрола pLW21, за която е знае, че синтезира 14,4 kd IL-2 протеин. Когато тези екстракти се подложат на изследване за IL-2 активност върху миши НТ-2 клетки, само клоновете pLW21 (положителна контрола) и pLW46 проявяват значителна IL2 активност (таблица II по-долу), което показва че cys 58 и cys 105 са съществени за биологическата активност и промяната им в серини (pLW42 u pLW44 съответно) воли до загуба на биологическата активност. Cys 125, от друга страна, трябва да нс е съществен за биологическата активност, защото промяната му до серии 125 (pL\V46) не оказва влияние върху биологическата активност.When each of these individual clones was cultured in the absence of tryptophan to induce the trp promoter and cell-free extracts were analyzed on an SDS polyacrylamide gel, all three clones pLW42, pLW44 and pLW46 were found to synthesize 14.5 kd protein similar of that found in the positive control pLW21 known to synthesize 14.4 kd IL-2 protein. When these extracts were tested for IL-2 activity on murine HT-2 cells, only the pLW21 (positive control) and pLW46 clones displayed significant IL2 activity (Table II below), indicating that cys 58 and cys 105 were significant for biological activity and their change in serines (pLW42 and pLW44, respectively) will lead to loss of biological activity. Cys 125, on the other hand, must be essential for biological activity because its change to series 125 (pL \ V46) does not affect biological activity.

Таблица 2Table 2

Клонове Clones IL-2 активност (μ /nil) IL-2 activity (μ / nil) pIL2-7 (отрицателна контрола) pIL2-7 (negative control) 1 1 pLW21 (положителна контрола) pLW21 (positive control) 113,000 113,000 pLW42 pLW42 660 660 pLW44 pLW44 1,990 1,990 th most common pLW46 pLW46 123,000 123,000

Фигура 15(a) показва нуклеотидната поеледователност на кодиращата верига на клон pI.W46. При сравняване с кодиращата верига на природния човешки 1L-2 ген, клон pLW46 има една единична промяна на база от G -> С при нуклеотид 374. Фигура 15(в) показва съответната аминокиселинна последователност на 1L-2 мутеин, кодиран чрез pLW46. Мутеинът е означен des-аланил (ala) IL-2^^. При сравняване с природния IL-2 мутеинът има серин вместо цистеин в позиция 125, има един начален N-краен метионин (който е сменен) и му липсва началния N-краен аланин на природната молекула.Figure 15 (a) shows the nucleotide sequence of the coding chain of clone pI.W46. Compared to the coding strand of the natural human 1L-2 gene, clone pLW46 has one single change based on G -> C at nucleotide 374. Figure 15 (c) shows the corresponding amino acid sequence of 1L-2 mutein encoded by pLW46. The mutein is designated des-alanyl (ala) IL-2 ^^. When compared to native IL-2, the mutein has serine instead of cysteine at position 125, has an initial N-terminal methionine (which is altered), and lacks the native N-terminal alanine of the natural molecule.

Образец от E.coli К12 щам ММ294, трансформиран с pLW46 е депозиран в American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Md 20852, US на 26 септември 1983 и е означен с АТСС номер 39 452.A sample of E. coli K12 strain MM294 transformed with pLW46 was deposited at American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Md 20852, US on September 26, 1983 and is designated ATCC number 39 452.

Примери 18 и 19 описват получаването на алтернативен и предпочитан вектор за експресия на аланил (ala) IL-2 jerl2J.Examples 18 and 19 describe the preparation of an alternative and preferred vector for the expression of alanyl (ala) IL-2 jerl2J .

Пример 18. Получаване на Ala-IL-2 експресионен вектор pLW32.Example 18. Preparation of the Ala-IL-2 Expression Vector pLW32.

Един кодон (GCG) за аланин е включен непосредствено след началния кодон на 1L-2 гена от pLWl чрез олигонуклеотидна насочена мутагенеза по следния начин. Олигонуклеотидният праймер, 5'-GAAGTAGGCGCCATAAG-3', се киназира. хибридизира се до ssM13-IL2 ДНК и се разширява при използване на общия метод от пример 15, за да образува мутационен хетеродуплекс. Освен инсерцията на GCG кодона, мутагенезата поражда един нов Nar! рестрикционен сайт в гена. Хетеродуплексът се преобразува в затворен кръгов хетеродуплекс и той се използва за трансформиране на компетентни JM103 клетки, които се разстилат върху блюда с агар и се инкубират както в пример 15. Прави се скри нинг на плочките за идентифициране на мутирал M13-IL2 чрез процедурата по пример 16. Един мутантен фаг, идентифициран като М13LW32 се избира за използване при допълнително клониране и от него се получава RF-ДНК. Фигура 16 е диаграма на плазмида pLW32.One codon (GCG) for alanine was inserted immediately after the start codon of the 1L-2 gene from pLW1 by oligonucleotide targeted mutagenesis as follows. The oligonucleotide primer, 5'-GAAGTAGGCGCCATAAG-3 ', is kininated. hybridized to ssM13-IL2 DNA and expanded using the general method of Example 15 to form a mutational heteroduplex. In addition to the insertion of the GCG codon, mutagenesis generates a new Nar! restriction site in the gene. The heteroduplex is transformed into a closed circular heteroduplex and is used to transform competent JM103 cells that are spread on agar plates and incubated as in Example 15. Screening of plates for identification of M13-IL2 mutant is performed by the example procedure 16. A mutant phage identified as M13LW32 is selected for use in additional cloning to produce RF DNA. Figure 16 is a diagram of the plasmid pLW32.

Пример 19. Конструиране на Ala-iL-2 serl2, експресионен клон pLW55.Example 19. Construction of Ala- iL -2 serl2 , expression clone pLW55.

PF-ДНК от MI3-LW46 (примери 16 и 17) се смила с Xbal и PstI и 530 Ьр фрагментът, съдържащ карбокси, крайният кодиращ участък на IL-2 гена се пречиства от агарозен гел. pLW42 се смила с Xbal и PstI и големия фрагмент, съдържащ плазмидния вектор и alaIL-2 N-крайната кодираща последователност, се пречистват. Двата пречистени ДНК фрагмента се събират на едно място и се лигират за използване на Т4 ДНК лигаза. Цитираната ДНК се трансформира в компетентни клетки на E.coli К-12 щам М.М294. Резистентните на тетрациклин трансформанти се анализират чрез изготвяне на карта с рестрикционен ензим за присъствие на плазмид, съдържащ ala-lL-2 и|2}, идентифициран като pLW55, който има един нов Ddel сайт, неустановявано в pLW32. Фигура 17 е диаграма на pLW55. Свободни от клетки екстракти от бактериални култури, съдържащи pLW55, е установено че проявяват повече от 10’ единици II.-2 активност на милилитър чрез изследване с НТ-2 клетки, виж Watson (по-горе) и GilliS (виж по-горе). Ala-IL-2 _.,5 протеинът е идентичен с молекулата на IL-2Kr|25 показана на фигура 18 (в), с изключение на това, че първата включва началния N-краен аланин на природната молекула.The PF-DNA of MI3-LW46 (Examples 16 and 17) was digested with Xbal and PstI and the 530 bp fragment containing carboxy, the final coding region of the IL-2 gene was purified from agarose gel. pLW42 was digested with Xbal and PstI and the large fragment containing the plasmid vector and the alaIL-2 N-terminal coding sequence were purified. The two purified DNA fragments were combined together and ligated for using T 4 DNA ligase. The quoted DNA was transformed into competent cells of E. coli K-12 strain M.M294. Tetracycline-resistant transformants were analyzed by preparation of a restriction enzyme map for the presence of a plasmid containing ala-lL-2 and | 2} identified as pLW55, which has a new Ddel site not detected in pLW32. Figure 17 is a diagram of pLW55. Cell-free extracts of bacterial cultures containing pLW55 were found to exhibit more than 10 'units of II.-2 activity per milliliter by HT-2 cell assay, see Watson (above) and GilliS (see above). . The Ala-IL-2 _, 5 protein is identical to the IL-2 Kr | 25 molecule shown in Figure 18 (c), except that the first includes the native N-terminal alanine of the natural molecule.

Един образец от E.coli К-12 щам ММ294 транаформиран с pLW55 е депозиран в Американската колекция типове култури на 18 но16 ември 1983 и е означен с АТСС номер 39 516. E.coli трансформирани с pl.W55 се кулПримср 20. Получаване и пречистване тивират във ферментатор, съдържащ следната на Ala-lL-2 среда:One specimen of E. coli K-12 strain MM294 transformed with pLW55 was deposited with the American Collection of Culture Types on 18 November 16, 1983 and is designated ATCC No. 39 516. E. coli transformed with pl.W55 is cultured. 20. Preparation and purification tivated in a fermenter containing the following medium of Ala-11L:

scr 12.5 'scr 12.5 '

(N11) (N11) 150 m.M 150 m.M кн2ро4 kn 2 ro 4 21,6 mM 21.6 mM Na3 цитратAt 3 citrate 1,5 mMol 1.5 mMol ZnSO4.7H2OZnSO 4 .7H 2 O 30 μΜ 30 μΜ MnSO4.5H,OMnSO 4 .5H, O 30 μΜ 30 μΜ CuSO4.5H2OCuSO 4 .5H 2 O 1 μΜ 1 μΜ

pH, установено на 6,50 е 2.5-N натриев хидроксид, автоклавиран.The pH set at 6.50 is 2.5-N sodium hydroxide autoclaved.

Стерилни добавки (след автоклавиране)Sterile additives (after autoclaving)

MgSO4.7H2OMgSO 4 .7H 2 O 1 тМ 1 tM FeSO4 FeSO 4 100 μΜ 100 μΜ L-триптофан L-tryptophan 14 mg/ml 14 mg / ml Тиамин-солна киселина Thiamine hydrochloric acid 20 mg/ml 20 mg / ml Глюкоза Glucose 5 g/1 5 g / l Тетрациклин Tetracycline 5 mg/l 5 mg / l Етанол Ethanol 2 % 2% Казаминокиселини Casino acids 2 % 2%

При нужда се добавят Dow Corning пеногасител полипропилен гликол, 20 процентов разтвор, 50 процентов разтвор на глюкоза и 5N калиев хидроксид.If necessary, add Dow Corning defoamer polypropylene glycol, 20 percent solution, 50 percent glucose solution and 5N potassium hydroxide.

pH във ферментатора се поддържа на 6,8 с 5-N калиев хидроксид. Остатъчната глюкоза се поддържа между 5-10 g/Ι, разтвореният кислород-на 40 %, а температурата на 37±1°С. Казаминокиселините (20 процентен щок разтвор) се добавят до концентрация от 2 %, когато OD6S0 е около 10. Материал се събира три часа след като OD достигне около 20.The pH of the fermenter was maintained at 6.8 with 5-N potassium hydroxide. The residual glucose was maintained between 5-10 g / Ι, the dissolved oxygen at 40% and the temperature at 37 ± 1 ° C. The amino acids (20 percent stock solution) are added to a concentration of 2% when OD 6SO is about 10. Material is collected three hours after OD reaches about 20.

Събраният материал се концентрира и хомогенизира както в пример 11. След ДТТтоплинна обработка материалът се центрофугира и получената утайка се екстрахира с урса до крайна концентрация от 4 М. Суспензията се центофугира и към твърдата фаза се добавя SDS до концентрация от 5 %.The collected material was concentrated and homogenized as in Example 11. After DTT heat treatment, the material was centrifuged and the resulting precipitate was extracted with ursa to a final concentration of 4 M. The suspension was centrifuged and SDS was added to the solid phase to a concentration of 5%.

Разтворът се въвежда в Sephacryl S-200 колона и се отделят фракции, съдържащи IL-2 ( по SDS-PAGE). Отделените фракции се поставят в колона Whatman М-40 запълнена с 18 ми крона Vvdac С4 с размер на порите 300 А и свързана фаза силикагел калибрирана с 0,1 % TFA. 1L-2 мутеинът се елюира с градиент от 40 % до 60 % 2-пропанол, съдържащ 0,1 % TFA, в продължение на 160 минути. Фракциите, имащи най3$ високи 1L-2 активности, се събират на едно място и се установява, че специфичните им активности са сравними с тези на природния IL-2.The solution was introduced into a Sephacryl S-200 column and fractions containing IL-2 (by SDS-PAGE) were separated. The separated fractions were placed on a Whatman M-40 column filled with 18 m Vvdac C 4 with a pore size of 300 A and a coupled silica gel calibrated with 0.1% TFA. The 1L-2 mutein was eluted with a gradient of 40% to 60% 2-propanol containing 0.1% TFA for 160 minutes. The fractions having the highest $ 1L-2 activity were pooled together and their specific activities were found to be comparable to those of native IL-2.

Мутеини на IL-2, в които цистеинът в позиция 125 е заместен с друга аминокиселина, например мутеин lL-2^^ запазват IL-2 активността. Поради това те могат да бъдат приготвяни и използвани по същия начин както природния IL-2. В съответствие с това, такива IL2 мутеини се използват за диагностика и лече45 ние (локално или системно) на бактериални, вирусни, паразитни, протозойни и гъбични инфекции, за усилване на клетъчно опосредствана цитотоксичност; за стимулиране лимфокинно активирана активност на килърни клетки;IL-2 muteins in which the cysteine at position 125 is replaced by another amino acid, for example mutein IL-2 ^^ retain IL-2 activity. Therefore, they can be prepared and used in the same way as native IL-2. Accordingly, such IL2 muteins are used to diagnose and treat (locally or systemically) bacterial, viral, parasitic, protozoal, and fungal infections, to enhance cell-mediated cytotoxicity; for stimulating lymphokine-activated activity of killer cells;

5θ за опосредстване възстановяването на имунните функции на лимфоцитите; за подсилване на алоантигенната реактивност; за улесняване въз17 становяването на имунните функции при състояния на придобита имунна недостатъчност; за възстановяване на нормалната имунофункция при стари хора и животни; при разработването на диагностични изследвания, като тези използващи ензимно усилване, изотопно маркиране радиография и други методи, известни на специалистите за следене на равнищата на5θ to mediate the restoration of lymphocyte immune function; to enhance alloantigen reactivity; to facilitate the recovery of immune functions in conditions of acquired immune deficiency; for the restoration of normal immunofunction in the elderly and animals; in the development of diagnostic studies, such as those using enzymatic amplification, isotope radiographic marking, and other methods known to those skilled in the art for monitoring levels of

II.-2 при болестни състояния; за индуциране растеж на Т-клетки ин витро за диагностични и терапевтични цели за блокиране на рецепторни места за лимфокинази и различни други терапевтични, диагностични и изследователски приложения. Различните терапевтични и диагностични приложения на човешки IL-2 са изследвани и описани от Rosenberg, Grimm et al., Ma/iinider et al., Grimm u Rosenberg. IL-2 мутеините могат да се използват самостоятелно или в комбинация с други имунологично подходящи В и Т клетки или с други терапевтични средства. Примери за подходящи клетки са В или Т клетки, естествени природни килърни (NK) клетки и други подобни, а терапевтичните средства, които могат да се използват в комбинация с полипептидите от настоящето изобретение са различните интерферони, специално гама интерферон, клетъчен растежен фактор В, IL-1 и други подобни. За терапевтични или диагностични приложения те могат да се приготвят в нетоксични, непредизвикващи алергии, физиологически поносими носители като дестилирана вода, Рингеров разтвор, разтвор на Hank, физиологичен разтвор и други подобни. Прилагането на 1L-2 мутеини при хора и животни може да става орално, интраперитонеално, мускулно или подкожно, както изглежда найблагоприятно и удобно на лекаря. Количеството прилаган IL-2 мутеин е обикновено в обхвата около 1 х 104 до 2 х 108 единици.II.-2 in disease states; for inducing growth of T cells in vitro for diagnostic and therapeutic purposes for blocking receptor sites for lymphokinases and various other therapeutic, diagnostic and research applications. Various therapeutic and diagnostic uses of human IL-2 have been studied and described by Rosenberg, Grimm et al., Ma / iinider et al., Grimm and Rosenberg. IL-2 muteins can be used alone or in combination with other immunologically appropriate B and T cells or with other therapeutic agents. Examples of suitable cells are B or T cells, natural natural killer (NK) cells and the like, and the therapeutic agents that can be used in combination with the polypeptides of the present invention are the various interferons, especially interferon gamma, cell growth factor B, IL-1 and the like. For therapeutic or diagnostic applications, they may be formulated in non-toxic, non-allergenic, physiologically acceptable carriers such as distilled water, Ringer's solution, Hank's solution, saline and the like. Administration of 1L-2 muteins to humans and animals may be orally, intraperitoneally, intramuscularly, or subcutaneously, as may appear most favorable and convenient to the physician. The amount of IL-2 mutein administered is typically in the range of about 1 x 10 4 to 2 x 10 8 units.

Модификации на описаните начини за използване на изобретението, които са познати на специалистите в областта на генното инженерство, химията на протеините, медицината и сродни области са също включени в обхвата на следващите по-долу претенции.Modifications to the described uses of the invention that are known to those skilled in the art of genetic engineering, protein chemistry, medicine, and related fields are also encompassed within the scope of the following claims.

Claims (17)

Патентни претенцииClaims 1. Структурен ген с ДНК последователност, която кодира един синтетичен интерлевкин-2 мутеин, в който цистеиновият остатък в позиция 125, номерирана съгласно природния човешки интерлсвкин-2, е заместен с неутрална аминокиселина.A structural gene with a DNA sequence that encodes a synthetic interleukin-2 mutein in which the cysteine residue at position 125 numbered according to natural human interleukin-2 is substituted with a neutral amino acid. 2. Структурен ген съгласно претенция I, в който неутралната аминокиселина е избрана от групата, състояща се от серин, треонин, глицин, аланин, валин. левцин. изолевцин, хистидин, тирозин, фенилаланин, триптофан и метионин.The structural gene of claim I, wherein the neutral amino acid is selected from the group consisting of serine, threonine, glycine, alanine, valine. leucine. isoleucine, histidine, tyrosine, phenylalanine, tryptophan and methionine. 3. Структурен ген съгласно претенция 1, където неутралната аминокиселина е серин или треонин.The structural gene of claim 1, wherein the neutral amino acid is serine or threonine. 4. Структурен ген съгласно претенция 1, където неутралната аминокиселина е серии.The structural gene of claim 1, wherein the neutral amino acid is a series. 5. Структурен ген съгласно претенция 1, 2, 3, 4 с или без начален ATG кодон.A structural gene according to claim 1, 2, 3, 4 with or without an ATG start codon. 6. Структурен ген, както е представен на фигура 15 (а), с или без началния ATG кодон.6. A structural gene as presented in Figure 15 (a), with or without the starting ATG codon. 7. Експресионен вектор, който включва структурния ген съгласно претенция 1, 2, 3, 4 и 6.An expression vector comprising the structural gene of claim 1, 2, 3, 4 and 6. 8. Експресионен вектор съгласно претенция 7, където векторът е pBR322 или pCRl.The expression vector of claim 7, wherein the vector is pBR322 or pCR1. 9. Плазмид pLW46 с АТСС номер 39 452.9. Plasmid pLW46 with ATCC number 39 452. 10. Плазмид pLW55 с АТСС номер 39 516.10. Plasmid pLW55 with ATCC number 39 516. 11. Клетка-гостоприемник, трансформирана с експресионен вектор, включващ структурен ген с ДНК последователност, която кодира синтетичен интерлевкин-2 мутеин, в който цистеиновият остатък в позиция 125, номерирана съгласно природния интерлевкин-2, е заместен с неутрална аминокиселина, а мутеинът проявява биологичната активност на природния човешки интерлевкин-2. където клетката-гостоприемник е подбрана от групата, състояща се от бактерии, дрожди, животни и растения.A host cell transformed with an expression vector comprising a structural gene with a DNA sequence that encodes a synthetic interleukin-2 mutein, in which the cysteine residue at position 125 numbered according to natural interleukin-2 is replaced by a neutral amino acid and the mutein is the biological activity of natural human interleukin-2. wherein the host cell is selected from the group consisting of bacteria, yeast, animals and plants. 12. Клетка-гостоприемник съгласно претенция 11. където клетката-гостоприемник е бактерия.The host cell of claim 11, wherein the host cell is a bacterium. 13. Клетка-гостоприемник, съгласно претенция 12, където бактерията е E.coli.The host cell of claim 12, wherein the bacterium is E. coli. 14. Клетка-гостоприемник, съгласно претенции 11.12 или 13. където неутралната аминокиселина е от групата, състояща се от серин, треонин. глицин, аланин, валин, левцин, изолевцин, хистидин, тирозин, фенилаланин, триптофан и метионин.The host cell of claim 11.12 or 13. wherein the neutral amino acid is from the group consisting of serine, threonine. glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, histidine, tyrosine, phenylalanine, tryptophan and methionine. 15. Клетка-гостоприемник, съгласно претенции 11,12 или 13, където неутралната аминокиселина е серин.The host cell of claim 11,12 or 13, wherein the neutral amino acid is serine. 16. E.coli, трансформирани с експресионен вектор, включващ структурния ген, пред18 ставен на фигура 15 (а) с или без началния ATG кодон.16. E. coli transformed with an expression vector comprising the structural gene shown in Figure 15 (a) with or without the starting ATG codon. 17. E.coli. трансформирани с плазмид от групата, състояща се от pLW46 и pLW55 и техни прогени.17. E.coli. transformed with a plasmid from the group consisting of pLW46 and pLW55 and their progeny.
BG096076A 1983-10-10 1992-03-16 STRUCTURAL GENES, PLASMIDS AND TRANSFORMED CELLS FOR OBTAINING CYSTEINE-POOR MUTEINS OF BIOLOGICALLY ACTIVE PROTEINS BG60510B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IE2380/83A IE56026B1 (en) 1982-10-19 1983-10-10 Cysteine-depleted muteins of biologically active proteins

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BG60510B2 true BG60510B2 (en) 1995-06-30

Family

ID=11034475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG096076A BG60510B2 (en) 1983-10-10 1992-03-16 STRUCTURAL GENES, PLASMIDS AND TRANSFORMED CELLS FOR OBTAINING CYSTEINE-POOR MUTEINS OF BIOLOGICALLY ACTIVE PROTEINS

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG60510B2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4588585A (en) Human recombinant cysteine depleted interferon-β muteins
US4853332A (en) Structural genes, plasmids and transformed cells for producing cysteine depleted muteins of biologically active proteins
US4518584A (en) Human recombinant interleukin-2 muteins
EP0192811B1 (en) Cysteine-depleted muteins of biologically active proteins, their preparation, formulations containing them, and structural genes, vectors and organisms, and their production, suitable for use in the preparation of said muteins
US4959314A (en) Cysteine-depleted muteins of biologically active proteins
US4737462A (en) Structural genes, plasmids and transformed cells for producing cysteine depleted muteins of interferon-β
US4769233A (en) Structure and properties of modified interferons
US4753795A (en) Modified (80-113) beta interferons
JPH057996B2 (en)
WO1983002457A1 (en) Interferon-alpha 76
EP0299782A2 (en) Expression vectors for the production of human Granulocyte-Macrophage Colony Stimulation Factor in a mammalian cell host(18.05.92)
EP0098863A1 (en) Interferon-alpha 61
WO1983002458A1 (en) Interferon-alpha 54
EP0098864A1 (en) Interferon-alpha 74
BG60510B2 (en) STRUCTURAL GENES, PLASMIDS AND TRANSFORMED CELLS FOR OBTAINING CYSTEINE-POOR MUTEINS OF BIOLOGICALLY ACTIVE PROTEINS
BG60506B2 (en) HUMAN RECOMBINANT INTERLEUKIN-2 MUTEINS
FI105203B (en) Process for the preparation of recombinant human interferon-beta-mutein
AU2131688A (en) Human granulocyte-macrophage colony stimulating factor and muteins thereof
NO306951B1 (en) DNA sequence encoding a modified human IFM (beta) and method for its preparation