Разработка промышленного способа производства активного низкомолекулярного неиммуногенного фрагмента стрептокиназы

S. P. Gavryliuk, G. L. Volkov, Ie. N. Krasnobryzha, E. S. Gavrilyuk

Аннотация


Используя данные предыдущих разработок пилотных способов получения фрагмента стрептокиназы СК1-63 предложена новая упрощенная технология производства фрагмента из нативной стрептокиназы Streptococcus pyogenes с удовлетворительным выходом и высокой чистотой целевого фрагмента. Подтверждено, что фрагмент СК1-63 стимулирует освобождение тканевого активатора плазминогена из эндотелиальных клеток как в экспериментах in vitro (культура эндотелиальных клеток HUVEC), так и in vivo (модель гемостаза кролей). Вместе с тем фрагмент практически не имеет иммуногенности и никакого другого негативного воздействия на систему гемостаза кроля в противоположность стрептокиназе. Предполагается, что благодаря быстрому всасыванию через стенку кишечника в кровь фрагмент СК1-63 может претендовать на роль первого per oral антитромботического профилактического лекарственного препарата.

Список ссылок
  1. Jackson K.W., Tang J. // Complete amino acid sequence of streptokinase and its homology with serine proteases // Biochemistry. 1982. Vol. 21 (26). P. 6620–6625.
  2. Malke H., Roe B., Ferretti J.J. // Nucleotide sequence of the streptokinase gene from Streptococcus equisimilis H46A. Gene. 1985. Vol. 34 (2). P. 357-362.
  3. Mundada L.V., Prorok M., DeFord M.E., Figuera M. // Structure-function analysis of the streptokinase amino terminus (residues 1-59). J. Biol. Chem. 2003. Vol. 278 (27). P. 24421-24427.
  4. Hemostasis and thrombosis. Basic principles and clinical practice. Third Edition. Colman R.W., Hirsh J., Murder V.J., Salzman E.W. Philadelphia, USA: J.B. Lippincott company. 1994. P. 286.
  5. Verhamme I.M., Bock P.E. // Rapid-reaction kinetic characterization of the pathway of the streptokinase-plasmin(ogen) catalytic complexe formation. J. Biol. Chem. 2008. Vol. 283 (38). P. 26137-26147.
  6. Panizzi P., Boxrud P.D., Verhamme I.M., Bock P.E. // Binding of the COOH-terminal lysine residue of streptokinase to plasmin(ogen) kringles enhances formation of the streptokinase-plasmin(ogen) catalytic complexes. J. Biol. Chem. 2006. Vol. 281 (37). P. 26774-26778.
  7. Bean R.R., Verhamme I.M., Bock P.E. // Role of the streptokinase α-domain in the interactions of streptokinase with plasminogen and plasmin. J. Biol. Chem. 2005. Vol. 280 (9). P. 7504-7510.
  8. Shi G.Y., Chang B.I., Chen S.M., Wu D.H., Wu H.L. // Function of streptokinase fragments in plasminogen activation. Biochem. J. 1994. Vol. 304 (15). P. 235-241.
  9.  Azuaga A.I., Woodruff N.D., Conejero-Lara F., Cox V.F. // Expression and characterization of the intact N-terminal domain of streptokinase. Protein Science. 1999. Vol. 8 (3). P. 443-446.
  10. Lizano S., Johnston K.H. // Structural diversity of streptokinase and activation of human plasminogen. Infection and Immunity. 2005. Vol. 73 (7). P. 4451-4453.
  11. Wang X., Lin X., Loy J.F., Tang J., Zhang X.C. // Crystal structure of the catalytic domain of human plasmin complexed with streptokinase. Sciece. 1998. Vol. 281 (5383). P. 1662-1665.
  12. Wang X., Tang J., Hunter B., Zhang X.C. Crystal structure of streptokinase beta-domain // FEBS Lett.- 1999 - Vol. 459, № 1 - P. 85-89.
  13. Wu X-C., Ye R., Duan Y., Wong S-L. // Engineering of plasmin-resistent forms of streptokinase and their production in Bacillus subtilis: streptokinase with longer functional half-life. Applied and Environmental Microbiol.1998. Vol. 64 (3). P. 824-829.
  14. Пат. WO 99/57251 World Intellectual Property Organization, МКИ C12N 9/00 A2. Thrombolytic agents derived from streptokinase: Пат. WO 99/57251 World Intellectual Property Organization; Oklahoma Medical Research Foundation - № PCT/US99/10086; Заявл. 06.05.1999; Опубл. 11.11.1999, НКІ 60/084,392. 54 С.
  15. Parrado J., Conejero-Lara F., Parrado J., Smith R.A.G., Marshall J.M. // The domain organization of streptokinase: nuclear magnetic resonance, circular dichroism, and functional characterization of proteolytic fragments. Protein Science. 1996. Vol. 5 (4). P. 693-704.
  16. Nihalani D., Kumarm R., Rajagopal K., Sahni G. // Role of the amino-terminal region of streptokinase in the generation of a fully functional plasminogen activator complex probed with synthetic peptides. Protein Science. 1998. Vol. 7 (3). P. 637-648.
  17. Summaria L., Arzadon L., Bernabe P. and Robbins K.C. // The interaction of streptokinase with human, cat, dog, and rabbit plasminogens. The fragmentation of streptokinase in the equimolar plasminogen-streptokinase complexes. J. Biol. Chem. 1974. Vol. 249 (15). Р. 4760-4769.
  18. Корольчук В.І. // Локалізація ділянок зв’язування плазміногену на стрептокіназі. Автореф. дис. ... кандидата біол.наук. Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАНУ. Київ. 2000. 18 С.
  19. Johnsen L.B., Rasmussen L.K., Petersen T.E., Etzerodt M., Fedosov S.N. // Kinetic and structural characterization of a two-domain streptokinase: dissection of domain functionality. Biochemistry. 2000. Vol. 39 (21). P. 6440-6448.
  20. Sazonova I., Houng A., Reed G. // Proteolysis of streptokinase during plasminogen activation regulates the potency and specificity of fibrinolysis. J. Thromb. Haemost. 2005. Vol. 3 (Suppl. 1). P-T. 1387.
  21. Grinenko T.V., Volkov G.L., Yusova E.I. // Influence of the streptokinase 36 kDa fragment on the plasmin activity. J. Thromb. Haemost. 2005. Vol. 5 (Suppl. 2). P-T. 394.
  22. Sazonova I.Y., Robinson B.R., Gladysheva I.P., Castellino F.J., Reed G.L. // alpha Domain deletion converts streptokinase into a fibrin-dependent plasminogen activator through mechanisms akin to staphelokinase and tissue plasminogen activator. J. Biol. Chem. 2004. Vol. 279 (24). P. 24994-24501.
  23. Boxrud P.D., Fay W.P., Bock P.E. // Streptokinase binds to human plasmin with high affinity, perturbs the plasmin active site, and induces expression of a substrate recognition exosite for plasminogen. J. Biol. Chem. 2000. Vol. 275 (19). P. 14579-14589.
  24. Liu L., Sazonova I.Y., Turner R.B., Chowdhry S.A. // Leucine 42 in the fibronectin motif of streptokinase plays a critical role in fibrin-independent plasminogen activation. J. Biol. Chem. 2000. Vol. 275 (48). Р. 37686-37691.
  25. Azuaga A.I., Dobson C.M., Mateo P.L., Conejero-Lara F. // Unfolding and aggregation during the thermal denaturation of streptokinase. Eur. J. Biochem. 2002. Vol. 269 (16). P. 4121-4133.
  26. Пат. WO 00/63384 WIPO (Всемирная организация интеллектуальной собственности), МКИ PCT/US99/08664. Streptokinase fragments and their use for inhibition cell deth: Пат. WO 00/63384 WIPO, МКИ PCT/US99/08664. Rabkin S.W., Krystal G. № 008664, Заявл. 19.04.1999; Опубл. 26.10.2000, НКИ C07K 14/315. 19 С.
  27. Hardig B.M., Carlson J., Roijer A. // Changes in clot lysis level of reteplase and streptokinase following continuous wave ultrasound exposure, at ultrasound intensities following attenuation from the skull bone. BMC Cardiovascular Disorders. 2008. Vol. 8 (19). P. 1-7.
  28. Nira S., Gadia L., Monya S., Meira M. // Successful use of streptokinase for the treatment of epyema thoracis during advance pregnancy: A case report. Respiratory Medicine. 2009. Vol. 2 (1). P. 21-24.
  29. Larionov S.N., Sorokovikov V.A., Novozilov V.A. // Management of acute subdural hematomas in infants: intrathecal infusion streptokinase for clot lysis combined with subdural to subgaleal shunt. Childs Nerv. Syst. 2008. Vol. 24 (4). P. 437-442.
  30. Tillett W.S., Garner R.L. // Fibrinolytic activity of hemolytic streptococci. J. Exp. Med. 1933. Vol. 58 (4). P. 485-502.
  31. Ojalvo A.G., Pozo L., Labata V., Torrens I. // Prevalence of circulating antibodies against a streptokinase C-terminal peptide in normal blood donors. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1999. Vol. 263 (2). P. 454-459.
  32. Kazmi K.A., Iqbal M.P., Rahbar A., Mehboobali N. // Anti-streptokinase titers and response to streptokinase treatment in Pakistani patients. Int. J. Cardiol. 2002. Vol. 82 (3). P. 247-251.
  33. Regnault V., Helft G., Wahl D., Czitrom D. // Antistreptokinase platelet-activating antibodies are common and heterogeneous. J. Thromb. Hemost. 2003. Vol. 1 (5). P.1055-1061.
  34. Banerjee A., Chisti Y., Banerjee U.C. // Streptokinase – a clinically useful thrombolytic agent. Biotechnology Advances. 2004. Vol. 22 (1). P. 287-307.
  35. Parhami-Seren B., Krudysz J., Tsantili P. // Affinity panning of peptide libraries using anti-streptokinase monoclonal antibodies: selection of an inhibitor of plasmin(ogen) active site. J. Immunol. Methods. 2002. Vol. 267 (2). P. 185-198.
  36. Lisano S., Johnston K. // Structural diversity of streptokinase and activation of human plasminogen. Infection and Immunity. 2005. Vol. 73 (7). P. 4451-4453.
  37. Bruserud O., Elsayed S., Pawelec G. // At least five antigenic epitopes on the streptokinase molecule are recognized by human CD4+ TCRαβ+ T cells. Mol. Immunol. 1992. Vol. 29 (9). P. 1097-1104.
  38. Lawley W.J., Fletcher S., Squire I.B., Woods K.L., Hewitt C.R. // T-cell recognition of discrete regions of the thrombolytic drug streptokinase. Clin. Sci. (Lond). 2000. Vol. 99 (3). P. 239-246.
  39. Torrens I., Ojalvo A.G., Seralena A., Pupo E. // A mutant streptokinase lacking the C-terminal 42 amino acids is less reactive with preexisting antibodies in patient sera. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1999. Vol. 266 (1). P. 230-236.
  40. Пат. 6309873 США, МКИ С07К 14/315. Streptokinase mutants: 6309873 США, МКИ С07К 14/315. Madrazo T., del Carmen I., Garcia F., de Ia J. No. 374038; Заявл. 13.08.1999; Опубл. 30.10.2001, НКІ 435/216. 37 С.
  41. Prats P.A., Alvarez D., Torrens I., Hayes O. // Pharmacokinetics of the novel recombinant streptokinase 125I-mut-C42. Biotechnologia Aplicada. 2002. Vol. 19 (3-4). P. 153-156.
  42. Parhami-Seren B., Seavey M., Krudysz J., Tsantili P. // Structural correlates of a functional streptokinase antigenic epitop: serine 138 is an essential residue for antibody binding. J. Immunol. Methods. 2003. Vol. 272 (1-2). P. 93-105
  43. Пат. 6087332 США, МКИ A61K 038/00. Streptokinase derivatives with hight affinity for activated platelets and methods of their production and use in thrombolytic therapy: Пат. 6087332 США, МКИ A61K 038/00. Galler L.I. No. 997532; Заявл. 23.12.1997; Опубл. 11.07.2000, НКИ 514/12. 27 С.
  44. Pimienta E., Ayala J., Rodriguez C., Ramos A. // Recombinant production of Streptococcus equisimilis streptokinase by Streptomyces lividans. Microbial Cell Factories. 2007. Vol. 6 (20). P. 1-12.
  45. Краснобрижа Є.М., Савчук О.М., Волков Г.Л. // Вплив стрептокінази на параметри системи гемостазу в модельних системах in vivo. Укр. біохім. журн. 2004. Т. 76 (3). С. 56-61.
  46. Гаврилюк С.П., Савчук О.М., Остапченко Л.І. // Метод отримання та характеристика нетоксичного низькомолекулярного фрагменту стрептокінази. Современные проблемы токсикологии. 2008. Т. 3. С. 73-76.
  47. Гаврилюк С.П., Савчук О.М., Остапченко Л.І. // Вплив нетоксичного 7 кДа фрагменту стрептокінази на параметри системи гемостазу. Современные проблемы токсикологии. 2008. Т. 4. С. 52-55.
  48. Iwaniak A., Minkiewicz P. // Proteins as the source of physiologically and functionally active peptides. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 2007. Vol. 6 (3). P. 5-15.
  49. Salvucci E., Saavedra L., Sesma F. // Short peptides derived from the NH2-terminus of subclass IIa bacteriocin enterocin CRL35 show antimicrobial activity. J. Antimicrob. Chemother. 2007. Vol. 59 (6). P. 1102-1108.
  50. Iwaniak A., Minkiewicz P. // Biologically active peptides derived from proteins. Polish J. Food Nutr. Sci. 2008. Vol. 58 (3). P. 289-294.
  51. Lepretti M., Costantini S., Ammirato G., Giuberti G. // The N-terminal 1-16 peptide derived in vivo from protein seminal vesicle protein IV modulates α-thrombin activity: potential clinical implications. Exp. Mol. Med. 2008. Vol. 40 (5). P. 541-549.
  52. Yokawa K., Kagenishi T., Goto K., Kawano T. // Free tyrosine and tyrosine-rich peptide-dependent superoxide generation catalyzed by a copper-binding, threonine-rich neurotoxic peptide derived from prion protein. Int. J. Biol. Sci. 2009. Vol. 5 (1). P. 53-63.
  53. Gavrylyuk S.P., Savchuk O.N., Volkov G.L. Пат. Монголии № 3168, МКИ C12N 9/00 A2. Manufacturing of activating plasminogen hydrolysis streptokinase fragment with molecular weight of 7 kDa. Wisdoms Assets Holdings LLC, Mongolia, Ulaanbaatar. Заявл. 06.2008.; Опубл. 15.07.2008. НКІ 60/084,392. 20 C.


Ключевые слова


стрептокиназа, фрагмент СК1-63, влияние на освобождение ТАП, культура эндотелиальных клеток

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.