Выделение рекомбинантных белков из тел включения бактериальных продуцентов

V. D. Gusarova, A. F. Mironov

Аннотация


Развитие технологии рекомбинантных ДНК открыло новую эру в промышленном производстве многих терапевтических белков. При этом синтезируемые продуцентом белки чаще всего накапливаются в виде тел включения. Данная обзорная статья рассматривает современные принципы выделения рекомбинантных белков из тел включения, методы солюбилизации, денатурации и последующей ренатурации с получением целевых продуктов в нативном состоянии.

Список ссылок

1.    Kane J.F., Hartley D.L. / Trends Biotechnol. 1988. V.6. P.95-101.
2.    Marston F.A.O. / Biochem. J. 1986. V.240. P.1-12.
3.    Goeddel D.V., Kleid D.G., Bolivar F., Heyneker H.L., Yansura D.G., Crea R., Hirose T., Kraszewski A., Itakura K., Riggs A.D. / Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1979. V.76. V.106-110.
4.    Goeddel D.V., Heyneker H.L., Hozumi T., Arentzon R., Itakura K., Yansura D.G., Ross M.J., Miozzari G., Crea R., Seeburg P. / Nature. 1979. V.281. P.544-548.
5.    Staehelin T., Hobbs D.S., Kung H.-F., Pestka S. / Methods Enzymol. 1981. V.78. P.505-511.
6.    Misava S., Kumagai I. / Biopolymers (Peptide Sci.). 1999. V.51. P.297-307.
7.    Патрушев Л.И. / Искусственные генетические системы. Т. 1. ---  М.: Наука, 2004. --- 526 с.
8.    Middelberg A.P.J. / Trends Biotech. 2002. V.20(10). P.437-443.
9.    Kaiser E.T. / Angew. Chem. Int. Ed. 1988. V.27. P.913-922.
10.    Li M., Su Z.-G., Janson J.-C. / Prot. Exp. Purif. 2004. V.33. P.1-10.
11.    Mukhopadhyay A. / Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. 1997. V.56. P.61-109.
12.    Fischer B., Sumner I., Goodenough P. / Biotechnol. Bioeng. 1993. V.41. P.3-13.
13.    Gross G., Hollatz I. / Gene. 1988. V.72. P.119-128.
14.    Sawers G., Jarsch M. / Appl. Microbiol. Biotechnol. 1996. V.46. P.1-9.
15.    Gold L., Stormo G.D. / Methods Enzymol. 1990. V.185. P.89-93.
16.    Gottesman S. / Methods Enzymol. 1990. V.185. P.119-129.
17.    Nygren P.-A., Staehl S., Uhlen M. /  Trends Biotechnol. 1994. V.12. P.184-188.
18.    Rudolph R., Lilie H. / FASEB J. 1996. V.10. P.49-56.
19.    Kane J.F., Hartley D.L. / Tibtech. 1988. V.6. P.95-101.
20.    Gribskov M., Burgess R.R. / Gene. 1983. V.26. P.109-118.
21.    Kiefhaber T., Rudolph R., Kohler H.-H., Buchner J. / Bio/Technol. 1991. V.9. P.825-829.
22.    Kopetzki E., Schumacher G., Buckler P. / Mol. Gen. Genet. 1989. V.216. P.149-155.
23.    Schein C.H., Noteborn M.H.M. / Bio/Technol. 1988. V.6. P.291-294.
24.    Cabilly S. / Gene. 1989. V.85. P.553-557.
25.    Rudolph R., Fuchs I. / Hoppe-Seyler’s Z. Physiol. Chem. 1983. V.364. P.813-820.
26.    Derman A.I., Prinz W., Belin D., Beckwidth J. / Science. 1993. V.262. P.1744-1747.
27.    Scerra A., Plueckthun A. / Science. 1988. V.240. P.1038-1042.
28.     Plueckthun A. / Bio/Technol. 1991. V.9. P.545-551.
29.    Carter P., Kelley R.F., Rodrigues M.L., Snedecor B., Covarrubias M., Velligan M., Wong W.L.T., Rowland A.M., Kotts C.I., Carver M.E., Yang M., Bourell J.H., Shepard H.M., Henner D. / Bio/Technol. 1992. V.10. P.163-167.
30.    Bardwell J.C.A., McCavern K., Beckwith J. / Cell. 1991. V.67. P.581-589.
31.    Kamitani S., Aklyama Y., Ito K. / EMBO J. 1992. V.11. P.57-62.
32.    Missiakas D., Schwager F., Raina S. / EMBO J. 1995. V.14. P.3415-3424.
33.    Rudolph R. / Protein Engineering: Principles and Practice / Ed. Cleland J.L., Craik Ch.S. --- NY: John Willey & Sons, 1995. P.683-689.
34.    Kuhelj R., Dolinar M., Pungerrcar J., Turk V. / Eur. J. Biochem. 1995. V.229. P.533-539.
35.    Alexander D.M., Hesson T., Mannarino A., Cable M., Dalie B.L. / Prot. Exp. Purif. 1992. V.3. P.204-211.
36.    Hejnaes K.R., Bayne S., Norskoy L., Sorensen H.H., Thomsen J., Schaeffer L., Wollmer A., Skrivel R. / Protein Eng. 1992. V.8. P.797-806.
37.    Vallejo L.F., Rinas U. / Microbial Cell Factories. 2004. V.3 (11; http://www.microbialcellfactories.com/content/3/1/11.
38.    Hart R.A., Rinas U., Bailey J.E. / J. Biol. Chem. 1990. V.265. P.12728-12733.
39.    Allen S.P., Polazzi J.O., Gierse K.J., Easton A.M. / J. Bacteriol. 1992. V.174. P.6938-6947.
40.    Valax P., Georgiou C. / Biotechnol. Prog. 1993. V.9. P.539-547.
41.    Oberg K., Chrunyk A., Wetzel R., Fink A. / Biochemistry. 1994. V.33. P.2628-2634.
42.    Przybycien T.M., Dunn J.P., Valax P., Gergiou C. / Protein Eng. 1994. V.1. P.131-136.
43.    Hagel P., Gerding J.J.T., Fieggen W., Bloemendal H. / Biochim. Biophys. Acta. 1971. V.243. P.366-373.
44.    Cejka J., Vodrazka Z., Salak J. / Biochim. Biophys. Acta. 1968. V.154. P.589-591.
45.     Iwakura M., Obara K., Kokubu T., Ohashi S., Izutsu H. / J. Biochem. 1992. V.112. P.57-62.
46.    Khan R.H., Appa Rao K.B.C., Eshwari A.N.S., Totey S.M., Panda A.K. / Biotechnol. Prog. 1998. V.14. P.722-728.
47.    Patra A.K., Mukhopadhyay R., Mukhija R., Krishnan A., Garg L.C., Panda A.K. / Prot. Exp. Purif. 2000. V.18. P.182-192.
48.    Thatcher D.R., Hitchcock A. / Protein Folding in Biotechnology / Ed. Pain H.R. --- Oxford: Oxford University Press, 1994. P.229-254.
49.    Stoeckel J., Doering K., Malotka J., Jaehnig F., Dornmair K. / Eur. J. Biochem. 1997. V.248 (3). P.684-691.
50.    Cardamone M., Puri N.K., Brandon M.R. / Biochemistry. 1995. V.34. P.5773-5794.
51.    Puri N. K., Crivelli E., Cardamone M., Fiddes R., Bertolini J., Ninham B., Brandon M.R. / Biochem. J. 1992. V.285. P.871-879.
52.    Burgess R.R. / Methods Enzymol. 1996. V.273. P.145-149.
53.     Gierasch L.M., Lacy J.E., Thompson K.F., Rockwell A.L., Watnick P.I. / Biophy. J. 1982. V.37. P.275-284.
54.    Tsumoto K., Ejima D., Kumagai I., Arakawa T. / Prot. Exp. Purif. 2003. V.28. P.1-8.
55.     Bhavesh N.S., Panchal S.C., Mittal R.V., Hosur R.V. / FEBS Lett. 2001. V.509. P.218-224.
56.     Arakawa T., Philo J., Kenney W.C. / Int. J. Pept. Protein Res. 1994. V.43. P.583-587.
57.     Schoemaker J.M., Brasnett A.H., Marston F.A.O. / EMBO J. 1985. V.4. P.775-780.
58.     Hart R.A., Lester P.M., Reifsnyder D.H., Ogez J.R., Builder S.E. / Bio/Technol. 1994. V.12. P.1113-1117.
59.    Jaenicke R., Rudolph R., Heider I. / Biochem. Int. 1981. V.1. P.23-31.
60.     Maachupalli-Reddy J., Kelley B.D., De Bernardez Clark E. / Biotech. Prog. 1997. V.13(2). P.144-150.
61.     Tran-Moseman A., Schauer N., De Bernardez Clark E. / Prot. Exp.Purif. 1999. V.16(1). P.181-189.
62.     Hochuli E., Diebeli H., Schacher A. / J. Chromatogr. 1987. V.411. P.177-184.
63.    Maeda Y., Koga H., Yamada H., Ueda T., Imoto T. / Protein Eng. 1995. V.8(2). P.201-205.
64.     West S.M., Chaudhari J.B., Howell J.A. / Biotechnol. Bioeng. 1998. V.57. P.590-599.
65.     Yoshii H., Furuta T., Ito D., Linko Y.Y., Linko P. / Biosci. Biotechnol. Biochem. 2000. V.64(6). P.1159-1165.
66.     Varnerin J.P., Smith T., Rosenblum C.I., Vongs A., Murphy B.A., Nunes C., Mellin T.N., King J.J., Burgess B.V. / Prot. Exp. Purif. 1998. V.14. P.335-342.
67.     Umetsu M., Tsumoto K., Hara M., Ashish K., Goda S., Adschiri T., Kumagai I. / J. Biol. Chem. 2003. V.278(11). P.8979-8987.
68.    Hevehan D.L., Clark E.B. / Biotechnol. Bioeng. 1997. V.54. P.221-230.
69.     Hamada H., Shiraki K. / J. Biotechnol. 2007. V.130(2). P.153-160.
70.     Tikhonov R.V., Pechenov S.E., Belacheu I.A., Yakimov S.A., Klyushnichenko V.E., Thiemann J.E., Vilela L., Wulfson A.N. / Prot. Exp. Purif. 2002. V.26(2). P.187-193.
71.     Winter J., Lilie H., Rudolph R. / FEMS Microbiol. Lett. 2002. V.213. P.225-230.
72.    Katoh S., Katoh Y. / Process Biochem. 2000. V.35. P.1119-1124.
73.    De Bernardez Clerk E., Schwarz E., Rudolph R. / Methods Enzymol. 1999. V.309. P.217-236.
74.     Amons R., Schrier P.I. / Anal.Biochem. 1981. V.116. P.439-443.
75.     Werner M.H., Clore G.M., Gronenborn A.M., Kondoh A., Fisher R.J. / FEBS Lett. 1994. V.345. P.125-130.
76.     Batas B., Chaudhuri J.B. / Biotechnol. Bioeng. 1996. V.50. P.16-23.
77.    Batas B., Jones H.R., Chaudhuri J.B. / J. Chromatogr. A. 1997. V.766. P.109-119.
78.     Fahey E.M., Chaudhuri J.B., Binding P. / J. Chromatogr. B. 2000. V.737. P.225-235.
79.     Fahey E.M., Chaudhuri J.B. / Chem. Eng. Sci. 2001. V.56. P.4971-4978.
80.     Gu Z., Su Z., Janson J.-C. / J. Chromatogr. A. 2001. V.918. P.311-318.
81.     Gu Z., Weidenhaupt M., Ivanova N., Pavlov M., Xu B., Su Z., Janson J.-C. / Prot. Exp. Purif. 2002. V.25. P.174-179.
82.     Lancriet H., Middelberg A.P.J. / J. Chromatogr. A. 2004. V.1022. P.103-113.
83.     Orsini G., Goldberg M.E. / J. Biol. Chem. 1978. V.253. P.3453-3458.
84.     Epstein C.J., Anfinsen C.B. / J.Biol. Chem. 1962. V.237. P.2175-2179.
85.    Sinha N.K., Light A. / J.Biol. Chem. 1975. V.250. P.8624-8629.
86.     Stempher G., Hoel-Neugebauer B., Rudolph R. / Nat. Biotechnol. 1996. V.14(3). P.329-334.
87.     Rogl H., Kosemund K., Kuehlbrandt W.,  Collinson I. / FEBS Lett. 1998. V.432. P.21-26.
88.     Berdichersky Y., Lamed R., Frenkel D., Gphna V., Bayer E.A., Yaron S., Shoham Y., Benhar I. / Prot. Exp. Purif. 1999. V.17. P.249-259.
89.     Creighton T.E. / A Process for Production of a Protein, World Patent, WO 86/05809, 1986.
90.     Creighton T.E. / Process for the Production of a Protein, United States Patent #4977248, 1990.
91.     Guo L. / Chin. J. Chromatogr. 2001. V.19. P.301-303.
92.     Ling M., Xu X., Shi F., Zhu Y., Long N. / Chin. J. Biotechnol. 1997. V.13. P.180-183.
93.     Li M., Zhang G.F., Su Z. / J. Chromatogr. A. 2002. V.959. P.113-120.
94.    Misawa S., Aoshima M., Takaku H., Matsumoto M., Hayashi H. / J. Biotechnol. 1994. V.36. P.145-155.
95.     Cleland J.L. / Protein Folding: In Vivo and In Vitro / Ed. Cleland J.L. --- Washington DC: American Chemical Society, 1993. P.1-21.
96.     Baneyx F. / Curr. Opin. Biotechnol. 1999. V.10. P.411-421.
97.     Dong X., Yang H., Sun Y. / J. Chromatogr. A. 2000. V.878. P.197-204.
98.     Altamirano M.M., Garcia C., Possani L.D., Fersht A. / Nature Biotechnol. 1999. V.17. P.187-191.
99.     Carlson J.D., Yarmush M.L. / Bio/Technol. 1992. V.10. P.86-91.
100.    Vallejo L.F., Rinas U. / Biotechnol. Bioeng. 2004. V.85. P.601-609.
101.    Buchner J., Pastan I., Brinkmann U. / Anal. Biochem. 1992. V.205. P.263-270.
102.    West S.M., Chaudhuri J.B., Howell J.A. / Biotechnol. Bioeng. 1998. V.57. P.590-599.
103.     Robinson C.R., Sligar S.G. / Methods Enzymol. 1995. V.259. P.395-427.
104.     Foguel D., Robinson C.R., de Sousa P.C. Jr., Silva J.L., Robinson A.S. / Biotechnol. Bioeng. 1999. V.63. P.552-558.
105.     St. John R.J., Carpenter J.F., Randolph T.W. / Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. V.96. P.13029-13033.
106.     Yasuda M., Murakami Y., Sowa A., Ogino H.,  Ishikawa H. / Biotechnol. Prog. 2004. V.14. P.601-606.
107.    Cleland J.L., Wang D.I.C. / Biotechnology. 1990. V.8. P. 1274-1278.
108.    Karuppiah N., Sharma A. / Biochem. Biophys. 1995. V.211. P.60-65.
109.    Arora D., Khanna N. / J. Biotechnol. 1996. V.52. P.127-133.
110.    Suenaga M., Ohmae H., Tsuji S., Itoh T., Nishimura O. / Biotechnol. Appl. Biochem. 1998. V.28. P.119-124.
111.    Rudolph R., Fischer S., Mattes R. / Process for the Activation of t-PA or Ing after Genetic Expression in Prokaryotes, United States Patent # 5453363, 1995.
112.    Cleland J.L., Hedgepeth C., Wang D.I.C. / J. Biol. Chem. 1992. V.267. P.13327-13334.
113.    Arakawa T. Tsumoto K. / Biochem. Biophys. Res. Comm. 2003. V.304. P.148–152.
114.    Tandon S., Horowitz P.M. / J. Biol. Chem. 1987. V.262. P.4486-4491.
115.    Cerletti N., McMaster P.M. / Anal. Biochem. 1994. V.218. P.392-398.
116.    Zardeneta C., Horowitz P.M. / Anal. Biochem. 1994. V.218. P.392-398.
117.    Rozena D., Gellma S.H. / J. Am. Chem. Soc. 1995. V.117. P.2373-2374.
118.    Cooper A. / J. Am. Chem. Soc. 1992. V.114. P.9208-9214.
119.    Lange K., Patil G., Rudolph R. / Protein Sci. 2005. V.14. P.2693–2701.
120.    Summers C.A. and Flowers II R.A. / Protein Sci. 2000. V.9. P.2001–2008.
121.    Ewalt K.L., Hendrick J.P., Houry W.A., Hartl F.U. / Cell. 1997. V.90. P.491-500.
122.    Hartl F.U. / Nature. 1996. V.381. P. 571-580.
123.    Thomas J.G., Ayling A., Baneyx F. / Appl. Biochem. Biotechnol. 1997. V.66. P.197-238.
124.    Machida S., Ogawa S., Xiaohua S., Takaha T., Fujii K., Hayashi K. / FEBS Lett. 2000. V.486. P.131-135.
125.    Yoshii H., Kojima T., Furuta T., Yasinishi A. / Biotechnol. Bioeng. 1994. V.43 (1). P.57-63.
126.    Гусарова В.Д., Гусаров Д.А., Миронов А.Ф., Баирамашвили Д.И., Мирошников А.И. / Биоорганическая химия. 2009. Т.35. №4. С.510-518.


Ключевые слова


тела включения, рекомбинантный белок, растворение, денатурация, ренатурация, фолдинг

Полный текст: PDF (English) PDF

Ссылки

  • Ссылки не определены.


** ** ** ** ** **

ISSN: 2073-8099

** ** ** ** ** **

 

Подписаться на наши издания Вы можете через каталоги «Газеты. Журналы», сайт http://press.rosp.ru/ Агентства «Роспечать», а также в киосках «Роспечать» в Брянске, Владимире, Краснодаре, Рязани и Иркутске.