СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОЧИСТКИ ИНГИБИНА-А ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2011 года по МПК C07K1/36 C07K2/00 A61K35/50 A61K38/17 

Описание патента на изобретение RU2434018C2

Изобретение относится к области медицины, а именно биохимии, и может быть использовано для получения и очистки ингибина-А.

Из практики медицины известен способ выделения и очистки белка («Способ получения антимикробного пептида ареницина», заявка №2006121111/13 от 16.06.2006; патент №2316595), заключающийся в культивировании рекомбинантного штамма-продуцента Escherichia coli BL21(DE3)/pE-His8-TrxL-Ar2 в питательной среде, разрушении полученных клеток, выделении телец включения, содержащих гибридный белок His8-TrxL-Ar2; очистке гибридного белка методом аффинной хроматографии, солюбилизации белка и расщеплении бромцианом в кислой среде, разделении полученных продуктов реакции, очистке целевого продукта методом обращенно-фазовой ВЭЖХ.

Недостатком способа является низкий выход рекомбинантного пептида, составляющий 5 мг с 1 л клеточной культуры, двукратное использование хроматографии, что повышает стоимость способа.

Известен также способ получения концентрата фактора IX системы свертывания крови из патента «Концентрат фактора IX системы свертывания крови и способ его получения», заявка №2000117508/14 от 05.07.2000; патент №2163140; включающий: сорбцию фактора IX из продуктов донорской плазмы на анионообменнике ДЕАЕ - Toyopearl, промывание анионообменника, центрифугирование, фильтрацию, сорбцию на колонке с анионообменником, элюцию в ступенчатом градиенте ионной силы 200-360 ммоль Na+/л 0,01-0,02 М Трис-HCl буферным раствором с рН 7,0-7,5, содержащим 0,05-0,07 М глицин и 0,05-0,06 М трехзамещенный цитрат натрия, разведение стартовым буфером (рН 7,2-7,8) до концентрации белка 0,35-0,50%, стерилизующую фильтрацию.

Недостатком указанного способа является низкий выход целевого продукта и низкая воспроизводимость, что приводит к необходимости повышения затрат на получение целевого продукта.

Известен также способ получения РНП (низкомолекулярных рибонуклеопептидов) из ядер клеток из патента «Средство, стимулирующее репарирование повреждений, обладающее ткане-, органо- и стадиеспецифичностью и противовирусной активностью», заявка №2003101855/13 от 24.01.2003, патент №2238756; включающий: отмывание тканей печени крупного рогатого скота от клеток крови в физиологическом растворе, гомогенизацию при низкой температуре в течение 5 минут в растворе, содержащем 0,01 М Трис-HCl буфер рН 8,5, 0,001 М хлористого кальция, 0,001 М ЭДТА и 0,6% Тритона Х-100, центрифугирование, выделение фракции цитоплазматической РНП, промывание, суспензирование в растворе ацетата натрия, содержащего 0,02 М Трис-HCl буфера рН 5,0, 0,001 М ЭДТА и 0,5% додецилсульфата натрия, приливание смеси фенол-хлороформ (1:1), прогревание в течение 10 минут на водяной бане при температуре 40°С, охлаждение, центрифугирование при 5000 об/мин в течение 20 минут, отбирание верхней фазы, приливание 350 мл смеси фенол-хлороформ (1:1), прогревание, центрифугирование, добавление равного объема ацетатного буфера и смеси фенол-хлороформ, прогревание при температуре 50°С, охлаждение, центрифугирование, последовательное повторение этой процедуры при 60, 70 и 80°С, депротеинизацию фаз центрифугатов, приливание 2,5 объема охлажденного этанола, отделение осадка, промывание этанолом, стерилизацию фильтрацией.

Недостатком данного способа является многостадийность, низкая степень его воспроизводимости в связи с невозможностью автоматизации, что затрудняет технологический процесс и повышает стоимость целевого продукта.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ «Очистки и частичной характеристики ингибина в свиной фолликулярной жидкости», описанный в журнале «Biochemical and biophysical research communications", Vol.133, №1, 1985, November 27, 1985, 120-127, заключающийся в приготовлении экстракта из биологических тканей, последовательном осаждении белка органическими растворителями и сульфатом аммония, проведением обращенно-фазовой ВЭЖХ и гель-проникающей ЖВХ.

Недостатками прототипа являются маленькие объемы (в мкл и мкг), многостадийность, двукратное использование хроматографии, низкая степень воспроизводимости, что затрудняет технологический процесс и повышает стоимость способа.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение технологического процесса получения и очистки ингибина-А.

Поставленная задача решается тем, что кусочки плаценты измельчают и гомогенизируют, добавляют физиологический раствор в соотношении 1:2, к полученной массе добавляют бутиловый спирт в расчете 1:10 и оставляют на сутки в холодильнике при t +4°C, затем смесь центрифугируют с эфиром 1:3 в течение 10-12 минут при 5000 об/мин в рефрижераторной центрифуге двукратно, надосадочную жидкость, содержащую ингибин, помещают в колбе в холодильник при t +4°C на сутки, затем еще раз центрифугируют и определяют общий белок в надосадочной жидкости, полученный раствор смешивают с равным объемом насыщенного раствора сульфата аммония и центрифугируют в рефрижераторной центрифуге в течение 45-50 мин при 10000 об/мин, полученный осадок растворяют в ТРИС-HCl буфере с рН 7,8, наносят на колонку лектин-сефарозы, уравновешенную ТРИС-HCl буфером, пропускают весь объем растворенного осадка, полученного на предшествующей стадии, колонку промывают 1 М раствором хлорида натрия, забуференного ТРИС-HCl буфером, затем элюируют связанный на колонке ингибин-А 0,1 М раствором лактозы в боратном буфере рН 9,0, элюат диализуют и концентрируют.

Предлагаемый способ получения и очистки ингибина-А человека успешно апробирован на 63 образцах плаценты человека в практической работе кафедры общей и биоорганической химии Астраханской государственной медицинской академии в течение 2009 года.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Первичный экстракт плаценты

Для приготовления экстракта кусочки плаценты измельчали и гомогенизировали, добавляя физиологический раствор в соотношении 1:2. (Общий объем 1200 мл, общий белок 31640 мг, ингибина-А 164 мг, выход 100%, степень очистки 1.)

Бутанольная фракция

К полученной массе добавляли бутиловый спирт в расчете 1:10 и оставляли на сутки в холодильнике (+4°С). Затем смесь центрифугировали с диэтиловым эфиром (1 часть эфира и 3 части гомогената) в течение 10 минут при 5000 об/мин в рефрижераторной центрифуге двукратно. Надосадочную жидкость (445 мл), содержащую ингибин, помещали в колбе в холодильник (+4°С) на сутки. Затем еще раз центрифугировали и определяли общий белок в надосадочной жидкости (7680 мг), количество ингибина-А 95 мг.

Выход 57,9%, степень очистки 2,3.

Преципитация сульфатом аммония

Полученный раствор смешивали с равным объемом насыщенного раствора сульфата аммония и центрифугировали в рефрижераторной центрифуге в течение 45 мин при 10000 об/мин. Полученный осадок растворяли в ТРИС-HCl буфере с рН 7,8. (Общий объем 115 мл, общий белок 855 мг, количество ингибина-А 73 мг, выход 44,5%, степень очистки 16,5.)

Аффинная хроматография

Эта стадия очистки ингибина-А основана на обнаруженной нами способности лектина клещевины (рицина) преципитировать ингибин-А. Представляет собой аффинную хроматографию ингибина-А на иммобилизованном лектине клещевины. Через колонку (2×14 см) лектин-сефарозы, уравновешенную ТРИС-HCl буфером, пропускали весь объем растворенного осадка, полученного на предшествующей стадии. Далее колонку промывали 1 М раствором хлорида натрия, забуференного ТРИС-HCl буфером, а затем элюировали связанный на колонке ингибин-А 0,1 М раствором лактозы в боратном буфере рН 9,0. Полученный элюат диализовали и концентрировали до объема 13 мл (общий белок 32 мг, количество ингибина-А 27 мг, выход 16,3%, степень очистки 138,8).

Примеры с использованием разных эфиров

Пример 1

Первичный экстракт плаценты

Для приготовления экстракта кусочки плаценты измельчали и гомогенизировали, добавляя физиологический раствор в соотношении 1:2. (Общий объем 1200 мл, общий белок 31640 мг, ингибина-А 164 мг, выход 100%, степень очистки 1.)

Бутанольная фракция

К полученной массе добавляли бутиловый спирт в расчете 1:10 и оставляли на сутки в холодильнике (+4°С). Затем смесь центрифугировали с дипропиловым эфиром (1 часть эфира и 3 части гомогената) в течение 10 минут при 5000 об/мин в рефрижераторной центрифуге двукратно. Надосадочную жидкость (445 мл), содержащую ингибин, помещали в колбе в холодильник (+4°С) на сутки. Затем еще раз центрифугировали и определяли общий белок в надосадочной жидкости (7680 мг), количество ингибина-А 95 мг.

Выход 57,9%, степень очистки 2,3.

Преципитация сульфатом аммония

Полученный раствор смешивали с равным объемом насыщенного раствора сульфата аммония и центрифугировали в рефрижераторной центрифуге в течение 45 мин при 10000 об/мин. Полученный осадок растворяли в ТРИС-HCl буфере с рН 7,8. (Общий объем 115 мл, общий белок 855 мг, количество ингибина-А 73 мг, выход 44,5%, степень очистки 16,5.)

Аффинная хроматография

Эта стадия очистки ингибина-А основана на обнаруженной нами способности лектина клещевины (рицина) преципитировать ингибин-А. Представляет собой аффинную хроматографию ингибина-А на иммобилизованном лектине клещевины. Через колонку (2×14 см) лектин-сефарозы, уравновешенную ТРИС-HCl буфером, пропускали весь объем растворенного осадка, полученного на предшествующей стадии. Далее колонку промывали 1 М раствором хлорида натрия, забуференного ТРИС-HCl буфером, а затем элюировали связанный на колонке ингибин-А 0,1 М раствором лактозы в боратном буфере рН 9,0. Полученный элюат диализовали и концентрировали до объема 13 мл (общий белок 32 мг, количество ингибина-А 27 мг, выход 16,3%, степень очистки 138,8).

Пример 2

Первичный экстракт плаценты

Для приготовления экстракта кусочки плаценты измельчали и гомогенизировали, добавляя физиологический раствор в соотношении 1:2. (Общий объем 1200 мл, общий белок 31640 мг, ингибина-А 164 мг, выход 100%, степень очистки 1.)

Бутанольная фракция

К полученной массе добавляли бутиловый спирт в расчете 1:10 и оставляли на сутки в холодильнике (+4°С). Затем смесь центрифугировали с этилпропиловым эфиром (1 часть эфира и 3 части гомогената) в течение 12 минут при 5000 об/мин в рефрижераторной центрифуге двукратно. Надосадочную жидкость (445 мл), содержащую ингибин, помещали в колбе в холодильник (+4°С) на сутки. Затем еще раз центрифугировали и определяли общий белок в надосадочной жидкости (7680 мг), количество ингибина-А 95 мг.

Выход 57,9%, степень очистки 2,3.

Преципитация сульфатом аммония

Полученный раствор смешивали с равным объемом насыщенного раствора сульфата аммония и центрифугировали в рефрижераторной центрифуге в течение 50 мин при 10000 об/мин. Полученный осадок растворяли в ТРИС-HCl буфере с рН 7,8. (Общий объем 115 мл, общий белок 855 мг, количество ингибина-А 73 мг, выход 44,5%, степень очистки 16,5.)

Аффинная хроматография

Эта стадия очистки ингибина-А основана на обнаруженной нами способности лектина клещевины (рицина) преципитировать ингибин-А. Представляет собой аффинную хроматографию ингибина-А на иммобилизованном лектине клещевины. Через колонку (2×14 см) лектин-сефарозы, уравновешенную ТРИС-HCl буфером, пропускали весь объем растворенного осадка, полученного на предшествующей стадии.

Далее колонку промывали 1 М раствором хлорида натрия, забуференного ТРИС-HCl буфером, а затем элюировали связанный на колонке ингибин-А 0,1 М раствором лактозы в боратном буфере рН 9,0. Полученный элюат диализовали и концентрировали до объема 13 мл (общий белок 32 мг, количество ингибина-А 27 мг, выход 16,3%, степень очистки 138,8).

Пример 3

Первичный экстракт плаценты

Для приготовления экстракта кусочки плаценты измельчали и гомогенизировали, добавляя физиологический раствор в соотношении 1:2. (Общий объем 1200 мл, общий белок 31640 мг, ингибина-А 164 мг, выход 100%, степень очистки 1.)

Бутанольная фракция

К полученной массе добавляли бутиловый спирт в расчете 1:10 и оставляли на сутки в холодильнике (+4°С). Затем смесь центрифугировали с уксусноэтиловым эфиром (1 часть эфира и 3 части гомогената) в течение 11 минут при 5000 об/мин в рефрижераторной центрифуге двукратно. Надосадочную жидкость (445 мл), содержащую ингибин, помещали в колбе в холодильник (+4°С) на сутки. Затем еще раз центрифугировали и определяли общий белок в надосадочной жидкости (7680 мг), количество ингибина-А 95 мг.

Выход 57,9%, степень очистки 2,3.

Преципитация сульфатом аммония

Полученный раствор смешивали с равным объемом насыщенного раствора сульфата аммония и центрифугировали в рефрижераторной центрифуге в течение 50 мин при 10000 об/мин. Полученный осадок растворяли в ТРИС-HCl буфере с рН 7,8 (общий объем 115 мл, общий белок 855 мг, количество ингибина-А 73 мг, выход 44,5%, степень очистки 16,5).

Аффинная хроматография

Эта стадия очистки ингибина-А основана на обнаруженной нами способности лектина клещевины (рицина) преципитировать ингибин-А. Представляет собой аффинную хроматографию ингибина-А на иммобилизованном лектине клещевины. Через колонку (2×14 см) лектин-сефарозы, уравновешенную ТРИС-HCl буфером, пропускали весь объем растворенного осадка, полученного на предшествующей стадии. Далее колонку промывали 1 М раствором хлорида натрия, забуференного ТРИС-HCl буфером, а затем элюировали связанный на колонке ингибин-А 0,1 М раствором лактозы в боратном буфере рН 9,0. Полученный элюат диализовали и концентрировали до объема 13 мл (общий белок 32 мг, количество ингибина-А 27 мг, выход 16,3%, степень очистки 138,8).

Из приведенных примеров видно, что выход и степень очистки от применения разных эфиров не изменяются. Использование разных эфиров не влияет на конечный продукт, так как эфир используется для удаления липидных фракций и повышает выход белковых компонентов. В своих исследованиях мы использовали диэтиловый эфир как наиболее дешевый и доступный.

Достигнут положительный эффект: разработан способ, характеризующийся упрощением технологического процесса, повышением выхода целевого продукта, увеличением объемов, уменьшением количества стадий и снижением стоимости целевого продукта, а также получен ингибин-А с высокой степенью очистки (138,8), повышенной удельной активностью и характеристиками (см. таблицу).

Стадия очистки Общий объем, содержащий ингибин-А Общий белок, мг Количество ингибина-А, мг Выход, % Степень очистки Первичный экстракт плаценты 1200 мл 31640 164 100 1 Бутанольная фракция 445 мл 7680 95 57,9 2,3 Преципитация сульфатом аммония 115 мл 855 73 44,5 16,5 Аффинная хроматография 13 мл 32 27 16,3 138,8

Похожие патенты RU2434018C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ ПЛАЦЕНТАРНОГО ТИПА 2014
  • Николаев Александр Аркадьевич
  • Плосконос Мария Вячеславовна
  • Ахушкова Лейла Магомедовна
RU2584328C2
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СПЕРМАСПЕЦИФИЧЕСКОГО ИНГИБИТОРА ТРИПСИНА ЧЕЛОВЕКА 2013
  • Николаев Александр Аркадьевич
  • Плосконос Мария Вячеславовна
RU2524668C1
Способ выделения карбоксилэстеразы семенной плазмы человека 2019
  • Николаев Александр Аркадьевич
  • Ушакова Мария Владимировна
  • Голубкина Светлана Александровна
  • Николаева Наталия Николаевна
RU2755887C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОЧИСТКИ ПЛАЦЕНТАРНОЙ ЩЕЛОЧНОЙ ФОСФАТАЗЫ 2011
  • Коханов Александр Владимирович
  • Белопасов Владимир Викторович
  • Меснянкин Александр Алексеевич
  • Ямпольская Ирина Сергеевна
  • Луцева Оксана Алексеевна
RU2492868C2
Способ выделения лактоферрина верблюда 2021
  • Николаев Александр Аркадьевич
  • Насибулин Ринат Рафаэлевич
  • Голубкина Светлана Александровна
RU2763552C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАЦЕНТАРНОГО ПРОТЕИНА 1991
  • Калинин Ю.А.
  • Татаринов Ю.С.
  • Терентьев А.А.
RU2007417C1
Способ получения вакцин против лейкоза крупного рогатого скота 1977
  • Кукайн Р.А.
  • Нагаева Л.И.
  • Шишков В.П.
  • Иткин Б.З.
  • Чапенко С.В.
  • Брацславская О.И.
  • Ильинская Т.Н.
  • Куделева Г.В.
  • Лагановский С.Я.
  • Нымм Э.М.
  • Симоварт Ю.А.
  • Кумков В.Т.
  • Крикун В.А.
  • Петровский Г.С.
  • Шиков А.Т.
SU820015A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИММУНОТРОПНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ КОЖИ СВИНЬИ 2001
  • Белова О.В.
  • Арион В.Я.
  • Зимина И.В.
  • Сысоева О.Б.
  • Луканидина Т.А.
RU2203070C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАЦЕНТАРНО-СПЕРМАЛЬНОГО β-ГЛОБУЛИНА 1991
  • Калинин Ю.А.
  • Татаринов Ю.С.
  • Терентьев А.А.
RU2008908C1
Способ получения протеолитического препарата для медицинского применения 2015
  • Антонов Сергей Федорович
  • Зайчук Марина Павловна
RU2610669C1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И ОЧИСТКИ ИНГИБИНА-А ЧЕЛОВЕКА

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения и очистки ингибина-А человека. Измельчают кусочки плаценты и гомогенизируют. Добавляют физиологический раствор в соотношении 1:2. К полученной массе добавляют бутиловый спирт в расчете 1:10 и оставляют на сутки в холодильнике при t +4°C. Затем смесь центрифугируют с диэтиловым эфиром 1:3 в течение 10-12 минут при 5000 об/мин в рефрижераторной центрифуге двукратно. Надосадочную жидкость, содержащую ингибин, помещают в колбе в холодильник при t +4°C на сутки. Затем еще раз центрифугируют надосадочную жидкость и определяют общий белок в ней. Полученный раствор смешивают с равным объемом насыщенного раствора сульфата аммония и центрифугируют в рефрижераторной центрифуге в течение 45-50 мин при 10000 об/мин. Полученный осадок растворяют в ТРИС-HCl буфере с рН 7,8. Наносят на колонку лектин-сефарозы, уравновешенную ТРИС-HCl буфером. Пропускают весь объем растворенного осадка, полученного на предшествующей стадии. Колонку промывают 1 М раствором хлорида натрия, забуференного ТРИС-HCl буфером. Затем элюируют связанный на колонке ингибин-А 0,1 М раствором лактозы в боратном буфере рН 9,0. Элюат диализуют и концентрируют. Способ позволяет получать ингибин-А с выходом 16,3%, повышенной удельной активностью и высокой степенью очистки 138,8. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 434 018 C2

Способ получения и очистки ингибина-А, заключающийся в приготовлении экстракта из биологических тканей, последовательном осаждении белка органическими растворителями и сульфатом аммония, проведением хроматографии, отличающийся тем, что кусочки плаценты измельчают и гомогенизируют, добавляют физиологический раствор в соотношении 1:2, к полученной массе добавляют бутиловый спирт в расчете 1:10 и оставляют на сутки в холодильнике при t +4°C, затем смесь центрифугируют с диэтиловым эфиром 1:3 в течение 10-12 мин при 5000 об/мин в рефрижераторной центрифуге двукратно, надосадочную жидкость, содержащую ингибин, помещают в колбе в холодильник при t +4°C на сутки, затем еще раз центрифугируют и определяют общий белок в надосадочной жидкости, полученный раствор смешивают с равным объемом насыщенного раствора сульфата аммония и центрифугируют в рефрижераторной центрифуге в течение 45-50 мин при 10000 об/мин, полученный осадок растворяют в ТРИС-HCl буфере с рН 7,8, наносят на колонку лектин-сефарозы, уравновешенную ТРИС-HCl буфером, пропускают весь объем растворенного осадка, полученного на предшествующей стадии, колонку промывают 1М раствором хлорида натрия, забуференного ТРИС-HCl буфером, затем элюируют связанный на колонке ингибин-А 0,1М раствором лактозы в боратном буфере рН 9,0, элюат диализуют и концентрируют.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2434018C2

RIVIER J
ET AL
Purification and partial characterization of inhibin from porcine follicular fluid // Biochemical and biophysical research communications, v.133, №1, 27.11.1985, pp.120-127
US 4054648 A, 18.10.1977
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАЦЕНТАРНОГО ПРОТЕИНА 1991
  • Калинин Ю.А.
  • Татаринов Ю.С.
  • Терентьев А.А.
  • Халбаева О.В.
RU2007419C1
ДИКСОН М., УЭББ Э
Ферменты // Пер
с анг
- М.: Мир, 1982, с.52-55, 65, 66, 72-75.

RU 2 434 018 C2

Авторы

Николаев Александр Аркадьевич

Гудинская Наталья Игоревна

Даты

2011-11-20Публикация

2009-12-30Подача