[go: up one dir, main page]

RU2142508C1 - Method of industrial producing polypeptide showing biological activity of human leukocyte interferon alpha-2 - Google Patents

Method of industrial producing polypeptide showing biological activity of human leukocyte interferon alpha-2 Download PDF

Info

Publication number
RU2142508C1
RU2142508C1 RU97112593A RU97112593A RU2142508C1 RU 2142508 C1 RU2142508 C1 RU 2142508C1 RU 97112593 A RU97112593 A RU 97112593A RU 97112593 A RU97112593 A RU 97112593A RU 2142508 C1 RU2142508 C1 RU 2142508C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nutrient medium
interferon alpha
glucose
temperature
cultivation
Prior art date
Application number
RU97112593A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97112593A (en
Inventor
М.И. Пикалова
З.М. Доманова
И.И. Хайбуллина
Р.В. Еникеева
Н.В. Наумова
А.А. Колокольцов
Original Assignee
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор"
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
Application filed by Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" filed Critical Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор"
Priority to RU97112593A priority Critical patent/RU2142508C1/en
Publication of RU97112593A publication Critical patent/RU97112593A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2142508C1 publication Critical patent/RU2142508C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: biotechnology, polypeptides. SUBSTANCE: recombinant bacterial cells Pseudomonas species VG-84 are cultured on the nutrient medium containing glucose (25-60 g/l), streptomycin and tetracycline. Culturing is carried out under aeration conditions. Culturing can be performed at the batch feeding the nutrient medium containing glucose (80 g/l). Invention can be used for the industrial large-scale production of human recombinant interferon. EFFECT: increased yield of the human recombinant interferon alpha-2. 2 cl, 3 tbl, 3 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, конкретно к производству рекомбинантного интерферона человека в промышленном масштабе. The invention relates to biotechnology, specifically to the production of recombinant human interferon on an industrial scale.

Интерферон - белок с молекулярной массой около 18000 Да, продуцируемый в организме человека активированными лейкоцитами, обладает ярко выраженной противовирусной активностью по отношению к ряду ДНК- и РНК- содержащих вирусов. Клинические исследования показали перспективность использования рекомбинантного интерферона альфа-2 человека при лечении ряда вирусных инфекций (вирусные гепатиты, вирусы гриппа, вирус герпеса и др.), а также при некоторых видах опухолевых заболеваний (волосатоклеточный лейкоз и др.). Interferon, a protein with a molecular weight of about 18,000 Da, produced in the human body by activated leukocytes, has a pronounced antiviral activity against a number of DNA and RNA viruses. Clinical studies have shown the promise of using recombinant human interferon alpha-2 in the treatment of a number of viral infections (viral hepatitis, influenza viruses, herpes virus, etc.), as well as in some types of tumor diseases (hairy cell leukemia, etc.).

Известны способы получения человеческого лейкоцитарного интерферона альфа-2 [1-3] . В частности, предложен способ [1], который заключается в том, что в лабораторном ферментере (объем не указан) культивируют штамм-продуцент Pseudomonas species VG-84, несущий плазмиду pVG3, в условиях аэрации и перемешивания. Known methods for producing human leukocyte interferon alpha-2 [1-3]. In particular, the proposed method [1], which consists in the fact that a producer strain Pseudomonas species VG-84 carrying the pVG3 plasmid is cultured in a laboratory fermenter (volume not specified) under aeration and mixing.

Состав питательной среды, г/л: триптон - 10; дрожжевой экстракт - 5; аденин - 80 мл/л; глюкоза - 10; стрептомицин - 0,15; тетрациклин - 0,05; вода дистиллированная до 1 л. The composition of the nutrient medium, g / l: tryptone - 10; yeast extract - 5; adenine - 80 ml / l; glucose - 10; streptomycin - 0.15; tetracycline - 0.05; distilled water up to 1 liter.

Процесс ведут при температуре 28±0,5oC; pH 6,7-6,9; режим аэрации и перемешивания подбирают таким, чтобы поддерживать парциальное давление кислорода на уровне 5-10% от насыщения. Для стабилизации водородного показателя используют аммиачную воду.The process is carried out at a temperature of 28 ± 0.5 o C; pH 6.7-6.9; the mode of aeration and mixing is selected so as to maintain the partial pressure of oxygen at the level of 5-10% of saturation. To stabilize the hydrogen indicator, ammonia water is used.

Ферментацию прекращают при величине оптической плотности 5 ед. Оптическую плотность измеряют при длине волны 540 нм. Fermentation is terminated at an optical density of 5 units. The optical density is measured at a wavelength of 540 nm.

Одной из модификаций описанного выше способа является следующий способ [2] . Состав питательной среды, г/л: раствор гидролизата казеина - 120 мл/л; гидролизат пекарских дрожжей - 5,0; Д - глюкоза - 10,0; сернокислый аммоний - 3,0; фосфорнокислый двузамещенный трехводный калий - 1,5; фосфорнокислый однозамещенный калий - 0,6; хлористый натрий - 0,5; сернокислый семиводный магний - 0,25; дистиллированная вода до 1 л. Ферментацию проводят при 30oC, pH среды 7, каждые 30 мин берут пробы для измерения оптической плотности, pO2 изменяют по динамике роста:
после засева pO2 поддерживают 40% от насыщения, при достижении 2,5-3 опт. ед. - 50%, при 4,5 - 5 опт. ед. - 60%, при 6,5-7 опт. ед. - 70% от насыщения. Оптическую плотность измеряют при длине волны 540 нм. Спустя 1 ч после достижения максимальной скорости роста процесс биосинтеза завершают.
One of the modifications of the method described above is the following method [2]. The composition of the nutrient medium, g / l: casein hydrolyzate solution - 120 ml / l; baker's yeast hydrolyzate - 5.0; D - glucose - 10.0; ammonium sulfate - 3.0; phosphate disubstituted three-water potassium - 1.5; monosubstituted potassium phosphate - 0.6; sodium chloride - 0.5; magnesium sulfate heptahydrate - 0.25; distilled water up to 1 liter. Fermentation is carried out at 30 o C, the pH of the medium is 7, samples are taken every 30 min to measure the optical density, pO 2 is changed according to the dynamics of growth:
after seeding, pO 2 maintain 40% of saturation, when reaching 2.5-3 opt. units - 50%, at 4.5 - 5 opt. units - 60%, at 6.5-7 opt. units - 70% of saturation. The optical density is measured at a wavelength of 540 nm. After 1 h after reaching the maximum growth rate, the biosynthesis process is completed.

Модификацией способа [2] является способ [3], который заключается в том, что в лабораторном ферментере, с рабочим объемом 10 л, выращивают биомассу Ps. species VG-84. Состав питательной среды, г/л: гидролизат казеина - 120 мл/л; гидролизат пекарских дрожжей - 5; Д - глюкоза - 10; сернокислый аммоний - 3; фосфорнокислый однозамещенный калий - 0,6; фосфорнокислый двузамещенный трехводный калий - 1,5; хлористый натрий - 0,5; сернокислый семиводный магний - 0,25; хлористый кальций - 0,011; тетрациклин - 0,05; стрептомицин - 0,15; вода дистиллированная до 1 л. Ферментацию начинают при 30±0,5oC, pH среды поддерживают на уровне 7, каждые 30 мин берут пробу культуральной жидкости для измерения оптической плотности. При засеве pO2 поддерживают на уровне 40% от насыщения, при достижении 2,5-3 опт. ед. - 50%, при 4,5-5 опт. ед. - 60%, при 6,5-7 опт. ед. - 70% от насыщения. Через 15-30 мин после достижения максимальной скорости роста бактерий температуру понижают от 30±0,5oC до 20±0,5oC и процесс завершают в начале стационарной фазы или через 2,5±0,5 ч после снижения температуры. Оптическую плотность измеряют при длине волны 540 нм.A modification of the method [2] is the method [3], which consists in the fact that in a laboratory fermenter, with a working volume of 10 l, biomass Ps is grown. species VG-84. The composition of the nutrient medium, g / l: casein hydrolyzate - 120 ml / l; hydrolyzate of baker's yeast - 5; D - glucose - 10; ammonium sulfate - 3; monosubstituted potassium phosphate - 0.6; phosphate disubstituted three-water potassium - 1.5; sodium chloride - 0.5; magnesium sulfate heptahydrate - 0.25; calcium chloride - 0.011; tetracycline - 0.05; streptomycin - 0.15; distilled water up to 1 liter. Fermentation is started at 30 ± 0.5 ° C, the pH of the medium is maintained at 7, and a culture fluid sample is taken every 30 minutes to measure the optical density. When sowing pO 2 support at a level of 40% of saturation, upon reaching 2.5-3 opt. units - 50%, at 4.5-5 opt. units - 60%, at 6.5-7 opt. units - 70% of saturation. After 15-30 minutes after reaching the maximum growth rate of bacteria, the temperature is lowered from 30 ± 0.5 o C to 20 ± 0.5 o C and the process is completed at the beginning of the stationary phase or 2.5 ± 0.5 hours after the temperature decreases. The optical density is measured at a wavelength of 540 nm.

Описанный способ позволяет получить 1,5•106 ME/мл культуральной жидкости альфа-2 интерферона, является наиболее близким к заявленному техническим решением и выбран в качестве прототипа.The described method allows to obtain 1.5 • 10 6 ME / ml of a culture fluid of alpha-2 interferon, is the closest to the claimed technical solution and is selected as a prototype.

Недостатками способа-прототипа являются:
- описанная технология получения интерферона альфа-2 человека микробиологическим синтезом осуществлена на лабораторном оборудовании; прямой перенос результатов от лабораторной установки к промышленному аппарату невозможен, так как методы теории подобия, позволяющие получать критерии масштабирования, в биотехнологии так же, как и в химической технологии, непригодны [4];
- невысокий выход целевого продукта (табл. 2,3), что может быть объяснено неоптимальным составом питательной среды и резким снижением температуры в конце процесса.
The disadvantages of the prototype method are:
- the described technology for producing human interferon alpha-2 by microbiological synthesis was carried out on laboratory equipment; direct transfer of results from a laboratory setup to an industrial apparatus is impossible, since the methods of the theory of similarity, which allow obtaining scaling criteria, are not suitable in biotechnology as well as in chemical technology [4];
- low yield of the target product (table. 2,3), which can be explained by the non-optimal composition of the nutrient medium and a sharp decrease in temperature at the end of the process.

Анализ используемой в способе-прототипе питательной среды показал, что в ее состав входят практически все аминокислоты. Наиболее потребляемыми из них при накоплении биомассы рекомбинантных бактерий Ps. putida VG-84 являются следующие: треонин, серин, глютаминовая кислота, гистидин, триптофан и аспарагин. Утилизация глюкозы происходит раньше утилизации аминокислот и к моменту полного потребления глюкозы содержание аминокислот составляет примерно 70% от исходного значения, даже в том случае, если используется питательная среда с исходной концентрацией глюкозы 25 г/л (табл.1). Дополнительное однократное внесение глюкозы до исходной концентрации в процессе роста бактерий ведет к более глубокому потреблению аминокислот и к моменту полной утилизации глюкозы в культуральной жидкости остается около 35% вышеперечисленных аминокислот. При этом, как видно из табл.1, возрастает выход по целевому белку в 4,67 раз. Результаты, приведенные в табл. 1, получены на лабораторном ферментере с рабочим объемом 7 л. Analysis of the nutrient medium used in the prototype method showed that it contains almost all amino acids. The most consumed of them during the accumulation of biomass of recombinant bacteria Ps. putida VG-84 are as follows: threonine, serine, glutamic acid, histidine, tryptophan and asparagine. Glucose utilization occurs before the utilization of amino acids and by the time glucose is fully consumed, the amino acid content is approximately 70% of the initial value, even if a nutrient medium with an initial glucose concentration of 25 g / l is used (Table 1). An additional single application of glucose to the initial concentration during the growth of bacteria leads to a deeper consumption of amino acids and by the time of complete utilization of glucose in the culture fluid remains about 35% of the above amino acids. In this case, as can be seen from table 1, the yield of the target protein increases by 4.67 times. The results are shown in table. 1, obtained on a laboratory fermenter with a working volume of 7 liters.

Экспериментально было изучено влияние концентрации глюкозы в питательной среде на выход целевого продукта. С этой целью провели ряд экспериментов на средах с различным содержанием глюкозы, содержание остальных компонентов питательной среды оставалось неизменным и соответствовало питательной среде способа-прототипа. Эксперименты проводились на промышленном ферментере вместимостью 100 л. Полученные результаты приведены в табл. 2. Из данных табл.2 видно, что максимальное накопление целевого белка идет при содержании глюкозы 40 г/л питательной среды, при этом выход целевого белка в 3,3 раза выше, чем на среде, указанной в способе-прототипе. The effect of glucose concentration in the nutrient medium on the yield of the target product was experimentally studied. To this end, we conducted a series of experiments on media with different glucose contents, the content of the remaining components of the nutrient medium remained unchanged and corresponded to the nutrient medium of the prototype method. The experiments were carried out on an industrial fermenter with a capacity of 100 liters. The results are shown in table. 2. From the data of table 2 it is seen that the maximum accumulation of the target protein occurs at a glucose content of 40 g / l of nutrient medium, while the yield of the target protein is 3.3 times higher than on the medium specified in the prototype method.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка технологии крупномасштабного культивирования рекомбинантного штамма Pseudomonas putida VG-84 и оптимизация состава питательной среды с целью увеличения выхода по целевому белку. The task of the invention is the development of technology for large-scale cultivation of the recombinant strain of Pseudomonas putida VG-84 and the optimization of the composition of the nutrient medium in order to increase the yield of the target protein.

Поставленная задача решается тем, что в способе промышленного получения полипептида с биологической активностью альфа-2 интерферона человека рекомбинантными бактериями Ps. putida VG-84, культивирование ведут глубинным методом, при pH 6,8-7,0, температуре 28-29oC и концентрации растворенного кислорода не менее 20%, в присутствии стрептомицина и тетрациклина на питательной среде, содержащей 25-60 г/л глюкозы. Для сохранения указанной концентрации глюкозы длительное время ведут дробную подачу питательной среды с удвоенным содержанием глюкозы. Снижение температуры в конце процесса ведут ступенчато.The problem is solved in that in a method for the industrial production of a polypeptide with the biological activity of alpha-2 human interferon by recombinant bacteria Ps. putida VG-84, cultivation is carried out by the deep method, at a pH of 6.8-7.0, a temperature of 28-29 o C and a dissolved oxygen concentration of at least 20%, in the presence of streptomycin and tetracycline on a nutrient medium containing 25-60 g / l glucose. To maintain the indicated glucose concentration, a fractional supply of a nutrient medium with doubled glucose content is conducted for a long time. A decrease in temperature at the end of the process is carried out stepwise.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что культивирование ведут в промышленном ферментере с рабочим объемом 100 л, на питательной среде, содержащей, г/л; экстракт пекарских дрожжей - 5,0; гидролизат казеина сернокислотный - 10,0: Д - глюкоза -25 - 60; сернокислый аммоний - 3,0; натрий хлористый - 0,5; магний сернокислый семиводный - 0,25; кальций хлористый - 0,011; калий фосфорнокислый двузамещенный трехводный - 1,5; калий фосфорнокислый однозамещенный - 0,6; стрептомицина сульфат - 0,15; тетрациклина гидрохлорид - 0,05; вода водопроводная до 1 л, при следующих условиях: объем питательной среды - 100 л; температура ~ 28,5±0,5oC; водородный показатель - 6,8-7,0 pH; концентрация растворенного кислорода не менее 20%; скорость вращения перемешивающего устройства - 700 об/мин.The essence of the proposed method lies in the fact that the cultivation is carried out in an industrial fermenter with a working volume of 100 l, in a nutrient medium containing, g / l; baker's yeast extract - 5.0; hydrolyzate of casein sulfuric acid - 10.0: D - glucose -25 - 60; ammonium sulfate - 3.0; sodium chloride - 0.5; magnesium sulphate heptahydrate - 0.25; calcium chloride - 0.011; potassium phosphate disubstituted three-water - 1.5; monosubstituted potassium phosphate - 0.6; streptomycin sulfate - 0.15; tetracycline hydrochloride - 0.05; tap water up to 1 l, under the following conditions: the volume of the nutrient medium is 100 l; temperature ~ 28.5 ± 0.5 o C; pH value - 6.8-7.0 pH; the concentration of dissolved oxygen is not less than 20%; the rotation speed of the mixing device is 700 rpm

Значение водородного показателя регулируют подачей аммиачной воды. Сразу после засева и далее каждый час берут пробу культуральной жидкости для определения водородного показателя, оптической плотности, удельной скорости роста и микроскопии. Оптическую плотность измеряют при длине волны 540 нм. The value of the hydrogen index is regulated by the supply of ammonia water. Immediately after seeding and further, a culture fluid sample is taken every hour to determine the hydrogen index, optical density, specific growth rate, and microscopy. The optical density is measured at a wavelength of 540 nm.

Через час после достижения максимальной скорости роста при температуре 28,5±0,5oC температуру культуральной жидкости снижают до 25oC, после достижения максимальной скорости роста при Т=25oC температуру культуральной жидкости снижают до 20oC. Процесс заканчивают через 15-2O мин после стабилизации водородного показателя.One hour after reaching the maximum growth rate at a temperature of 28.5 ± 0.5 o C, the temperature of the culture fluid is reduced to 25 o C, after reaching the maximum growth rate at T = 25 o C, the temperature of the culture fluid is reduced to 20 o C. The process ends 15-2O min after stabilization of the hydrogen index.

Для длительного поддержания высокой концентрации глюкозы, по результатам анализа, ведут дробную подачу питательной среды с содержанием глюкозы 80 г/л (далее - среда ПС-80). To maintain a high glucose concentration for a long time, according to the analysis results, a fractional supply of a nutrient medium with a glucose content of 80 g / l is carried out (hereinafter - PS-80 medium).

Новыми признаками способа по сравнению с прототипом являются:
- повышение содержания глюкозы до 25-60 г/л, позволяющее более полно утилизировать аминокислоты питательной среды и увеличить выход белка со свойствами лейкоцитарного интерферона человека альфа-2 в 3,3 раза по сравнению с прототипом (табл.2);
- дробная подача питательной среды с содержанием глюкозы 80 г/л, позволяющая длительное время удерживать высокую удельную скорость роста биомассы и увеличить выход целевого белка в 5,9 раза по сравнению с прототипом (табл. 3);
- ступенчатое снижение температуры, позволяющее увеличить выход биомассы (фиг. 1, 2), и, следовательно, целевого продукта.
New features of the method compared to the prototype are:
- increase in glucose up to 25-60 g / l, allowing more fully utilize the amino acids of the nutrient medium and increase the yield of protein with the properties of human leukocyte interferon alpha-2 by 3.3 times compared with the prototype (table 2);
- fractional supply of a nutrient medium with a glucose content of 80 g / l, which allows for a long time to maintain a high specific growth rate of biomass and increase the yield of the target protein 5.9 times in comparison with the prototype (table. 3);
- stepwise decrease in temperature, which allows to increase the yield of biomass (Fig. 1, 2), and, therefore, the target product.

Техническим результатом использования новых признаков является повышение выхода и стабилизация интерферона альфа-2. The technical result of the use of new features is to increase the output and stabilization of interferon alpha-2.

Указанная совокупность признаков экспериментально установлена авторами, неизвестна из литературных источников и, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "изобретательский уровень". The specified set of features is experimentally established by the authors, is unknown from the literature and, therefore, the proposed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty" and "inventive step".

Перечень приведенных графиков:
Фиг. 1 - влияние снижения температуры культуральной жидкости в конце процесса на удельную скорость роста биомассы бактерий Ps.putida: а - изменение удельной скорости роста биомассы во времени;
б - изменение температуры культуральной жидкости во времени.
List of charts:
FIG. 1 - the effect of lowering the temperature of the culture fluid at the end of the process on the specific growth rate of the biomass of bacteria Ps.putida: a - change in the specific growth rate of the biomass over time;
b - the change in temperature of the culture fluid over time.

Фиг. 2 - влияние снижения температуры культуральной жидкости в конце процесса на удельную скорость роста биомассы бактерий Ps.putida: а - изменение удельной скорости роста биомассы во времени;
б - изменение температуры культуральной жидкости во времени.
FIG. 2 - the effect of reducing the temperature of the culture fluid at the end of the process on the specific growth rate of the biomass of bacteria Ps.putida: a - change in the specific growth rate of the biomass over time;
b - the change in temperature of the culture fluid over time.

Фиг. 3 - влияние дробной подачи питательной среды ПС-80 на удельную скорость роста биомассы бактерий Рs, putida. Стрелками указаны моменты подачи ПС-80. FIG. 3 - the effect of fractional supply of PS-80 nutrient medium on the specific growth rate of the biomass of bacteria Ps, putida. The arrows indicate the moments of submission PS-80.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Посевной материал для промышленного ферментера выращивают в лабораторном ферментере вместимостью 5 л. Готовят LB -среду с антибиотиками: 150 мг/л стрептомицина и 50 мг/л тетрациклина. Для приготовления питательной среды используют водопроводную воду, очищенную от механических и органических примесей методом ультрафильтрации на аппаратах разделительных с диаметром пор 5 микрон (например, ультрафильтрационный волоконный аппарат НПО "Химволокно"). Стерилизуют питательную среду известным методом стерилизующей фильтрации (например, используя фильтры фирмы "Millipor"). Example 1. Seed for an industrial fermenter is grown in a laboratory fermenter with a capacity of 5 l. Prepare an LB medium with antibiotics: 150 mg / L streptomycin and 50 mg / L tetracycline. To prepare the nutrient medium, tap water is used, purified from mechanical and organic impurities by ultrafiltration on separation devices with a pore diameter of 5 microns (for example, the ultrafiltration fiber apparatus of NPO Khimvolokno). The medium is sterilized using a known sterilizing filtration method (for example, using Millipor filters).

Лабораторный ферментер со стерильной питательной средой засевают рекомбинантными бактериями Pseudomonas putida, выращенными на агаризованной LB-среде. Объем питательной среды 3 л. Культивирование ведут при перемешивании и аэрации в течение 15-17 ч. Воздух подают из расчета 1±0,1 л/мин на литр питательной среды, скорость вращения перемешивающего устройства 250 об/мин, начальное значение водородного показателя среды 7,0-7,2 pH и далее не регулируют. A laboratory fermenter with a sterile growth medium is seeded with recombinant bacteria Pseudomonas putida grown on agarized LB medium. The volume of the nutrient medium 3 l. The cultivation is carried out with stirring and aeration for 15-17 hours. Air is supplied at a rate of 1 ± 0.1 l / min per liter of nutrient medium, the rotation speed of the mixing device is 250 rpm, the initial value of the pH of the medium is 7.0-7, 2 pH and further do not regulate.

Питательную среду для промышленного ферментера готовят на водопроводной воде, очищенной от механических и органических примесей методом ультрафильтрации на аппаратах разделительных с диаметром пор 5 мкм и стерилизуют методом стерилизующей ультрафильтрации. Состав питательной среды (ПС-40), г/л: экстракт пекарских дрожжей - 5,0; гидролизат казеина сернокислотный - 10,0; Д-глюкоза - 40,0; сернокислый аммоний - 3,0; натрий хлористый - 0,5; магний сернокислый семиводный - 0,25; кальций хлористый - 0,011; калий фосфорнокислый двузамещенный трехводный - 1,5; калий фосфорнокислый однозамещенный - 0,6; стрептомицина сульфат - 0,15; тетрациклина гидрохлорид - 0,05; вода водопроводная до 1 л. Выращенный инокулят вводят в промышленный ферментер со стерильной питательной средой. Культивирование ведут при следующих условиях: объем питательной среды - 100 л; температура - 28,5±0,5oC; водородный показатель - 6,8-7,0 pH; концентрация растворенного кислорода не менее 20%.: скорость вращения перемешивающего устройства - 700 об/мин. Значение водородного показателя регулируют подачей аммиачной воды. Сразу после засева и далее каждый час берут пробу культуральной жидкости для определения водородного показателя, оптической плотности, удельной скорости роста и микроскопии. Оптическую плотность измеряют при длине волны 540 нм.The nutrient medium for an industrial fermenter is prepared on tap water purified from mechanical and organic impurities by ultrafiltration on separation apparatus with a pore diameter of 5 μm and sterilized by sterilizing ultrafiltration. The composition of the nutrient medium (PS-40), g / l: baker's yeast extract - 5.0; hydrolyzate of casein sulfuric acid - 10.0; D-glucose - 40.0; ammonium sulfate - 3.0; sodium chloride - 0.5; magnesium sulphate heptahydrate - 0.25; calcium chloride - 0.011; potassium phosphate disubstituted three-water - 1.5; monosubstituted potassium phosphate - 0.6; streptomycin sulfate - 0.15; tetracycline hydrochloride - 0.05; tap water up to 1 liter. The grown inoculum is introduced into a commercial fermenter with a sterile growth medium. Cultivation is carried out under the following conditions: the volume of the nutrient medium is 100 l; temperature - 28.5 ± 0.5 o C; pH value - 6.8-7.0 pH; the concentration of dissolved oxygen is not less than 20% .: the rotation speed of the mixing device is 700 rpm. The value of the hydrogen index is regulated by the supply of ammonia water. Immediately after seeding and further, a culture fluid sample is taken every hour to determine the pH, optical density, specific growth rate, and microscopy. The optical density is measured at a wavelength of 540 nm.

Через час после достижения максимальной скорости роста при температуре 28±0,5oC температуру культуральной жидкости снижают до 25oC. При этом повышается, либо остается на прежнем уровне удельная скорость роста (фиг. 1,2). Через час после достижения максимальной скорости роста при T=25oC температуру культуральной жидкости до 20oC. Процесс заканчивают через 15-20 мин после стабилизации водородного показателя.One hour after reaching the maximum growth rate at a temperature of 28 ± 0.5 o C, the temperature of the culture fluid is reduced to 25 o C. At the same time, the specific growth rate rises or remains at the same level (Fig. 1.2). One hour after reaching the maximum growth rate at T = 25 o C, the temperature of the culture fluid to 20 o C. The process is completed 15-20 minutes after stabilization of the hydrogen index.

Накопление полипептида со свойствами интерферона альфа-2 человека при этом составляет 8,12•106 ME/мл культуральной жидкости с сохранением стабильности целевого белка. Приведено среднее значение по результатам 32 ферментаций.The accumulation of a polypeptide with the properties of human interferon alpha-2 is 8.12 • 10 6 ME / ml of culture fluid while maintaining the stability of the target protein. The average value for the results of 32 fermentations is given.

Пример 2. Дальнейшего увеличения выхода по целевому белку достигают культивированием в промышленном ферментере с дробной подачей питательной среды. Способ осуществляют следующим образом. Готовят питательную среду ПС-40, питательную среду ПС-80, отличающуюся от ПС-40 удвоенным содержанием Д-глюкозы и готовят посевной материал, как описано в примере 1. Посевной материал вводят в промышленный ферментер с 30 л питательной среды ПС-40 и культивируют при следующих условиях: температура 28,5±0,5oC; водородный показатель 6,8-7,0 pH; концентрация растворенного кислорода не менее 20%; скорость вращения перемешивающего устройства 700 об/мин.Example 2. A further increase in the yield of the target protein is achieved by cultivation in an industrial fermenter with a fractional supply of a nutrient medium. The method is as follows. Prepare PS-40 nutrient medium, PS-80 nutrient medium different from PS-40 in doubled D-glucose content and prepare seed material as described in Example 1. The seed material is introduced into an industrial fermenter with 30 l of PS-40 nutrient medium and cultivated under the following conditions: temperature 28.5 ± 0.5 o C; pH 6.8-7.0; the concentration of dissolved oxygen is not less than 20%; stirring device rotation speed of 700 rpm

Значение водородного показателя регулируют подачей аммиачной воды. Сразу после внесения посевного материала и далее каждый час берут пробу культуральной жидкости для определения водородного показателя, оптической плотности, удельной скорости роста, концентрации глюкозы и микроскопии. Оптическую плотность измеряют при длине волны 540 нм. The value of the hydrogen index is regulated by the supply of ammonia water. Immediately after making the seed, and then every hour, a sample of the culture fluid is taken to determine the hydrogen index, optical density, specific growth rate, glucose concentration and microscopy. The optical density is measured at a wavelength of 540 nm.

Концентрацию глюкозы определяют глюкозооксидазным методом (Тест-система "Новоглюк", производство "Вектор-Бест"). По результатам анализа добавляют питательную среду ПС-80 из расчета 30-45 г/л глюкозы в конечном объеме. Культивирование в таких условиях обеспечивает сохранение высокой удельной скорости роста в течение длительного времени (фиг. 3). Конечный объем культуральной жидкости - 100 л. The glucose concentration is determined by the glucose oxidase method (Test system "Novoglyuk", production "Vector-Best"). According to the analysis results, PS-80 nutrient medium is added at the rate of 30-45 g / l glucose in the final volume. Cultivation under such conditions ensures the preservation of a high specific growth rate for a long time (Fig. 3). The final volume of the culture fluid is 100 l.

После снижения удельной скорости роста при температуре 28,5±0,5oC температуру культуральной жидкости снижают до 25oC. При этом увеличивается либо сохраняется на прежнем уровне удельная скорость роста. Через час после достижения максимальной скорости роста при температуре 25oC, температуру культуральной жидкости снижают до 20oC. Процесс заканчивают через 15-20 мин после стабилизации водородного показателя.After reducing the specific growth rate at a temperature of 28.5 ± 0.5 o C, the temperature of the culture fluid is reduced to 25 o C. At the same time, the specific growth rate increases or remains at the same level. One hour after reaching the maximum growth rate at a temperature of 25 o C, the temperature of the culture fluid is reduced to 20 o C. The process is completed 15-20 minutes after stabilization of the hydrogen index.

Накопление полипептида со свойствами альфа-2 интерферона человека при этом составляет 1,45•107МЕ/мл с сохранением стабильности целевого белка. Сравнительный анализ результатов, полученных при культивировании по способу-прототипу и предлагаемому способу, приведен в табл. 3.The accumulation of a polypeptide with the properties of alpha-2 human interferon is 1.45 • 10 7 IU / ml while maintaining the stability of the target protein. A comparative analysis of the results obtained during cultivation by the prototype method and the proposed method are given in table. 3.

Таким образом, видно, что промышленное культивирование по предлагаемому способу позволяет при несущественных дополнительных затратах повысить выход человеческого рекомбинантного интерферона альфа-2 в 3,3-5,9 раза по сравнению с культивированием по способу-прототипу. Thus, it is seen that industrial cultivation according to the proposed method allows for an insignificant additional cost to increase the yield of human recombinant interferon alpha-2 in 3.3-5.9 times compared with cultivation according to the prototype method.

Используемая литература. Used Books.

1. Авторское свидетельство СССР N 1364343, кл. C 12 N 15/00. Способ получения человеческого лейкоцитарного интерферона альфа-2. 1. Copyright certificate of the USSR N 1364343, cl. C 12 N 15/00. The method of obtaining human leukocyte interferon alpha-2.

2. Патент Российской Федерации N 1616143, кл. C 12 N 15/21. Способ получения человеческого лейкоцитарного интерферона альфа-2. 2. Patent of the Russian Federation N 1616143, cl. C 12 N 15/21. The method of obtaining human leukocyte interferon alpha-2.

3. Авторское свидетельство СССР N 1712416, кл. C 12 N 15/00. Способ получения человеческого лейкоцитарного интерферона альфа-2 рекомбинантными бактериями Pseudomonas species. 3. Copyright certificate of the USSR N 1712416, cl. C 12 N 15/00. A method for producing human leukocyte interferon alpha-2 by recombinant bacteria Pseudomonas species.

4. Аэрация и перемешивание в процессах культивирования микроорганизмов. Обзор. Бирюков В.В., Кузьмина Л.М. 1984, ВНИИСЭНТИ. 4. Aeration and mixing in the processes of cultivation of microorganisms. Overview. Biryukov V.V., Kuzmina L.M. 1984, VNIISENTI.

Claims (2)

1. Способ получения человеческого лейкоцитарного интерферона альфа-2, предусматривающий глубинное культивирование рекомбинантных бактерий Pseudomonas species Vg-84 в питательной среде в присутствии стрептомицина и тетрациклина, в условиях аэрации, отличающийся тем, что культивирование осуществляют в промышленном ферментере на питательной среде с содержанием глюкозы 25 - 60 г/л при достижении максимальной скорости роста температуру дважды ступенчато понижают до 25 и 20oС.1. The method of obtaining human leukocyte interferon alpha-2, involving deep cultivation of recombinant bacteria Pseudomonas species Vg-84 in a nutrient medium in the presence of streptomycin and tetracycline, under aeration conditions, characterized in that the cultivation is carried out in an industrial fermenter on a nutrient medium with glucose 25 - 60 g / l upon reaching the maximum growth rate, the temperature is twice reduced stepwise to 25 and 20 o C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что культивирование осуществляют с дробной подачей питательной среды с содержанием глюкозы 80 г/л. 2. The method according to claim 1, characterized in that the cultivation is carried out with a fractional supply of a nutrient medium with a glucose content of 80 g / L.
RU97112593A 1997-07-23 1997-07-23 Method of industrial producing polypeptide showing biological activity of human leukocyte interferon alpha-2 RU2142508C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97112593A RU2142508C1 (en) 1997-07-23 1997-07-23 Method of industrial producing polypeptide showing biological activity of human leukocyte interferon alpha-2

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97112593A RU2142508C1 (en) 1997-07-23 1997-07-23 Method of industrial producing polypeptide showing biological activity of human leukocyte interferon alpha-2

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97112593A RU97112593A (en) 1999-06-20
RU2142508C1 true RU2142508C1 (en) 1999-12-10

Family

ID=20195586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97112593A RU2142508C1 (en) 1997-07-23 1997-07-23 Method of industrial producing polypeptide showing biological activity of human leukocyte interferon alpha-2

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2142508C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2225722C1 (en) * 2002-07-11 2004-03-20 Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов Method for preparing human interferon

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2213240B2 (en) * 1972-03-18 1977-07-14 Behnngwerke AG, 3550 Marburg MEDIUM FOR THE PREPARATION OF MYCOPLASMS
SU1364343A1 (en) * 1984-07-13 1988-01-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Method of producing manъs leukocytic interferon alfa-2
SU1712416A1 (en) * 1989-02-08 1992-02-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладной энзимологии Method for preparation of human leukocyte interferon alpha-1 by recombinant bacteria pseudomonas species

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2213240B2 (en) * 1972-03-18 1977-07-14 Behnngwerke AG, 3550 Marburg MEDIUM FOR THE PREPARATION OF MYCOPLASMS
SU1364343A1 (en) * 1984-07-13 1988-01-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Method of producing manъs leukocytic interferon alfa-2
SU1712416A1 (en) * 1989-02-08 1992-02-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладной энзимологии Method for preparation of human leukocyte interferon alpha-1 by recombinant bacteria pseudomonas species

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2225722C1 (en) * 2002-07-11 2004-03-20 Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов Method for preparing human interferon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fuchs et al. Scale-up of dialysis fermentation for high cell density cultivation of Escherichia coli
SU943282A1 (en) Process for producing l-treonine
GB1567899A (en) Ev method of in vitro biosynthesis of hormones particularly insulin
JPS6394984A (en) High yield production of methane by culture of methanobacterium thermoautotrophycum or methane producing bacteria having similar physiological growth characteristics
Sato et al. Animal cell cultivation for production of biological substances with a novel perfusion culture apparatus
RU2142508C1 (en) Method of industrial producing polypeptide showing biological activity of human leukocyte interferon alpha-2
RU2118366C1 (en) Method of industrial producing the human leukocyte interferon-alpha-2
RU2085212C1 (en) Method of preparing the common brucellosis antigen for pa, pck and pdck
Nilsson et al. [35] Entrapment of animal cells
Li et al. A single-use, scalable perfusion bioreactor system
RU2053294C1 (en) Method of cultivation of bifidobacteria
JP2001521760A (en) Method for producing L-carnitine
SU671738A3 (en) Method of obtaining biomass of microorganisms
SU904325A1 (en) Method of producing l-treonin
RU2053292C1 (en) Strain of bacterium alcaligenes eutrophus - a producer of protein biomass
JPS5944036B2 (en) Microbial culture method
RU2088258C1 (en) Method of preparing vaccine for leptospirosis control in animals
JPS62111693A (en) Production of l-amino acid from alpha-ketocarboxilic acid byfermentation
SU1449579A1 (en) Nutrient medium for growing arthrobacter luteus as producer of restrictase alu1
SU1555359A1 (en) Strain of cultivated cells of china hamster - producer of erythropoetyn of man
RU2215033C2 (en) Method for preparing concentrate of bacterial cells in production of anti-plague vaccines
GB2104914A (en) Process for manufacturing alcohol by fermentation
RU2052502C1 (en) Method of diphtheria toxin preparing
SU1206306A1 (en) Pseudomonas species m 35 strain - producer of l-tryptophan on ethanol
RU2107098C1 (en) Method of preparing high-deuterated nucleosides and nucleotides

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20120320

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160724