RU2346983C1 - Method of production of plasminogen activator - Google Patents
Method of production of plasminogen activator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2346983C1 RU2346983C1 RU2007119191/13A RU2007119191A RU2346983C1 RU 2346983 C1 RU2346983 C1 RU 2346983C1 RU 2007119191/13 A RU2007119191/13 A RU 2007119191/13A RU 2007119191 A RU2007119191 A RU 2007119191A RU 2346983 C1 RU2346983 C1 RU 2346983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasminogen activator
- plasminogen
- enzyme
- kda
- concentration
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 108010001014 Plasminogen Activators Proteins 0.000 title claims abstract description 28
- 102000001938 Plasminogen Activators Human genes 0.000 title claims abstract description 28
- 229940127126 plasminogen activator Drugs 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 10
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 25
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 25
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 12
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 claims abstract description 11
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 235000019833 protease Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 229920005654 Sephadex Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000012507 Sephadex™ Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 6
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 5
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 5
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 8
- 230000003366 colagenolytic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 3
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 abstract description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 229940079919 digestives enzyme preparation Drugs 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 18
- 102000013566 Plasminogen Human genes 0.000 description 16
- 108010051456 Plasminogen Proteins 0.000 description 16
- 102000005741 Metalloproteases Human genes 0.000 description 14
- 108010006035 Metalloproteases Proteins 0.000 description 14
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 13
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 13
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 13
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 11
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 description 10
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 description 10
- 229920002684 Sepharose Polymers 0.000 description 10
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 10
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 description 10
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 10
- 229940012957 plasmin Drugs 0.000 description 8
- 108090000190 Thrombin Proteins 0.000 description 7
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 7
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 229960004072 thrombin Drugs 0.000 description 7
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 6
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 6
- 239000003527 fibrinolytic agent Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 4
- 238000002523 gelfiltration Methods 0.000 description 4
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 4
- 108010049003 Fibrinogen Proteins 0.000 description 3
- 102000008946 Fibrinogen Human genes 0.000 description 3
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 3
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 3
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 3
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 3
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 3
- 108010058846 Ovalbumin Proteins 0.000 description 3
- 108010094028 Prothrombin Proteins 0.000 description 3
- 102100027378 Prothrombin Human genes 0.000 description 3
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 3
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 3
- 102000012479 Serine Proteases Human genes 0.000 description 3
- 108010022999 Serine Proteases Proteins 0.000 description 3
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 3
- 108010023197 Streptokinase Proteins 0.000 description 3
- 101710162629 Trypsin inhibitor Proteins 0.000 description 3
- 229940122618 Trypsin inhibitor Drugs 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 229940012952 fibrinogen Drugs 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 3
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 3
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 3
- 229940092253 ovalbumin Drugs 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 3
- 229940039716 prothrombin Drugs 0.000 description 3
- 238000002415 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 3
- 230000002537 thrombolytic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002753 trypsin inhibitor Substances 0.000 description 3
- HBOMLICNUCNMMY-KJFJCRTCSA-N 1-[(4s,5s)-4-azido-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]-5-methylpyrimidine-2,4-dione Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1O[C@H](CO)[C@@H](N=[N+]=[N-])C1 HBOMLICNUCNMMY-KJFJCRTCSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 2
- 102000004506 Blood Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010017384 Blood Proteins Proteins 0.000 description 2
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 2
- 241001529572 Chaceon affinis Species 0.000 description 2
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 2
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 102000010911 Enzyme Precursors Human genes 0.000 description 2
- 108010062466 Enzyme Precursors Proteins 0.000 description 2
- 101710196208 Fibrinolytic enzyme Proteins 0.000 description 2
- 208000032843 Hemorrhage Diseases 0.000 description 2
- 241000545744 Hirudinea Species 0.000 description 2
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 2
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 2
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 2
- 108090000435 Urokinase-type plasminogen activator Proteins 0.000 description 2
- 102000003990 Urokinase-type plasminogen activator Human genes 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000010933 acylation Effects 0.000 description 2
- 238000005917 acylation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 230000023555 blood coagulation Effects 0.000 description 2
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 2
- 230000020764 fibrinolysis Effects 0.000 description 2
- 230000003480 fibrinolytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 210000000514 hepatopancreas Anatomy 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000004246 ligand exchange chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 108091008819 oncoproteins Proteins 0.000 description 2
- 102000027450 oncoproteins Human genes 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 2
- WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M .beta-Phenylacrylic acid Natural products [O-]C(=O)\C=C\C1=CC=CC=C1 WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M 0.000 description 1
- -1 4-nitrophenyl ester Chemical class 0.000 description 1
- 102000004400 Aminopeptidases Human genes 0.000 description 1
- 108090000915 Aminopeptidases Proteins 0.000 description 1
- 241000347119 Aspilia Species 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 102000005367 Carboxypeptidases Human genes 0.000 description 1
- 108010006303 Carboxypeptidases Proteins 0.000 description 1
- 241000288673 Chiroptera Species 0.000 description 1
- 208000032544 Cicatrix Diseases 0.000 description 1
- 206010053567 Coagulopathies Diseases 0.000 description 1
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 1
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 1
- 108010062580 Concanavalin A Proteins 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000701533 Escherichia virus T4 Species 0.000 description 1
- 235000016622 Filipendula ulmaria Nutrition 0.000 description 1
- 244000061544 Filipendula vulgaris Species 0.000 description 1
- 206010018852 Haematoma Diseases 0.000 description 1
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 102000007625 Hirudins Human genes 0.000 description 1
- 108010007267 Hirudins Proteins 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 208000001953 Hypotension Diseases 0.000 description 1
- 102000011721 Matrix Metalloproteinase 12 Human genes 0.000 description 1
- 108010076501 Matrix Metalloproteinase 12 Proteins 0.000 description 1
- 101710170181 Metalloproteinase inhibitor Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 244000170916 Paeonia officinalis Species 0.000 description 1
- 235000006484 Paeonia officinalis Nutrition 0.000 description 1
- 241000238122 Paralithodes Species 0.000 description 1
- 241000238124 Paralithodes camtschaticus Species 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 239000012506 Sephacryl® Substances 0.000 description 1
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 1
- 101710145796 Staphylokinase Proteins 0.000 description 1
- 101710172711 Structural protein Proteins 0.000 description 1
- 229940122388 Thrombin inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 208000001435 Thromboembolism Diseases 0.000 description 1
- 208000025865 Ulcer Diseases 0.000 description 1
- VJHCJDRQFCCTHL-UHFFFAOYSA-N acetic acid 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal Chemical compound CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O VJHCJDRQFCCTHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000702 anti-platelet effect Effects 0.000 description 1
- 108010041102 azocasein Proteins 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229930016911 cinnamic acid Natural products 0.000 description 1
- 235000013985 cinnamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035602 clotting Effects 0.000 description 1
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 1
- 210000001072 colon Anatomy 0.000 description 1
- NKLPQNGYXWVELD-UHFFFAOYSA-M coomassie brilliant blue Chemical compound [Na+].C1=CC(OCC)=CC=C1NC1=CC=C(C(=C2C=CC(C=C2)=[N+](CC)CC=2C=C(C=CC=2)S([O-])(=O)=O)C=2C=CC(=CC=2)N(CC)CC=2C=C(C=CC=2)S([O-])(=O)=O)C=C1 NKLPQNGYXWVELD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 108010073651 fibrinmonomer Proteins 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 102000035122 glycosylated proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091005608 glycosylated proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000002008 hemorrhagic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002439 hemostatic effect Effects 0.000 description 1
- 229940006607 hirudin Drugs 0.000 description 1
- WQPDUTSPKFMPDP-OUMQNGNKSA-N hirudin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(OS(O)(=O)=O)=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC=1NC=NC=1)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@@H](NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H]1NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)CC)NC(=O)[C@@H]2CSSC[C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@H](C(NCC(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N2)=O)CSSC1)C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]1NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](N)C(C)C)C(C)C)[C@@H](C)O)CSSC1)C(C)C)[C@@H](C)O)[C@@H](C)O)C1=CC=CC=C1 WQPDUTSPKFMPDP-OUMQNGNKSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000036543 hypotension Effects 0.000 description 1
- 210000003000 inclusion body Anatomy 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 201000001441 melanoma Diseases 0.000 description 1
- 229940126170 metalloproteinase inhibitor Drugs 0.000 description 1
- 239000003475 metalloproteinase inhibitor Substances 0.000 description 1
- WBYWAXJHAXSJNI-UHFFFAOYSA-N methyl p-hydroxycinnamate Natural products OC(=O)C=CC1=CC=CC=C1 WBYWAXJHAXSJNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004264 monolayer culture Methods 0.000 description 1
- 230000014508 negative regulation of coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 239000002674 ointment Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 230000033885 plasminogen activation Effects 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M potassium thiocyanate Chemical compound [K+].[S-]C#N ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940116357 potassium thiocyanate Drugs 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000012723 sample buffer Substances 0.000 description 1
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 1
- 230000037387 scars Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000003998 snake venom Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 239000003868 thrombin inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229960000103 thrombolytic agent Drugs 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001810 trypsinlike Effects 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
- 231100000397 ulcer Toxicity 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 229960005356 urokinase Drugs 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к получению высокоочищенных высокоактивных ферментных препаратов, которые могут быть использованы в биохимии, медицине, для терапии тромбоэмболических заболеваний, а также для исследовательских целей.The invention relates to biotechnology, in particular to the production of highly purified highly active enzyme preparations that can be used in biochemistry, medicine, for the treatment of thromboembolic diseases, as well as for research purposes.
В плазме крови присутствуют многочисленные протеиназы, которые участвуют в процессе свертывания крови. Главный действующий фермент при свертывании крови - тромбин, субстратом которого является фибриноген. При повреждении стенок кровеносных сосудов протромбин быстро превращается с помощью протеиназ-активаторов в тромбин, который, в свою очередь, превращает фибриноген в фибрин (тромбин отщепляет от молекулы фибриногена небольшие фрагменты; при этом образуются молекулы фибрин-мономера, которые полимеризуются, образуя фибрин). Фибрин имеет сетчатую структуру типа бинта, который закрывает повреждение, образуя сгусток. Плазмин - протеиназа, по действию противоположная тромбину. В плазме крови также находится в неактивном состоянии в виде плазминогена. Когда стенка кровеносного сосуда восстановилась, плазминоген превращается в активный плазмин и гидролизует остатки фибрина, т.е. растворяет ненужный сгусток с образованием небольших пептидов, безвредных для организма. Когда процесс заживления прошел, активные тромбин и плазмин ингибируются ингибиторами плазмы крови и разрушаются другими протеиназами. В здоровом организме эти процессы сбалансированы, у больных же наблюдается дисбаланс. При избытке протромбина и тромбина может быть склонность к тромбозам, при избытке плазминогена и плазмина - склонность к кровотечениям.In the blood plasma there are numerous proteinases that are involved in the process of blood coagulation. The main active enzyme in blood coagulation is thrombin, the substrate of which is fibrinogen. In case of damage to the walls of blood vessels, prothrombin is quickly converted with the help of activator proteinases to thrombin, which, in turn, converts fibrinogen into fibrin (thrombin splits small fragments from the fibrinogen molecule; in this case, fibrin monomer molecules are formed, which polymerize to form fibrin). Fibrin has a mesh structure such as a bandage, which closes the damage, forming a clot. Plasmin is a proteinase, opposite in action to thrombin. In blood plasma, it is also in an inactive state in the form of plasminogen. When the blood vessel wall has recovered, plasminogen is converted into active plasmin and hydrolyzes the remnants of fibrin, i.e. dissolves an unnecessary clot with the formation of small peptides that are harmless to the body. When the healing process has passed, active thrombin and plasmin are inhibited by blood plasma inhibitors and destroyed by other proteinases. In a healthy body, these processes are balanced, while patients have an imbalance. With an excess of prothrombin and thrombin, there may be a tendency to thrombosis, with an excess of plasminogen and plasmin, a tendency to bleeding.
Плазминоген - профермент, широко распространенный в организме. Его концентрация в плазме крови достигает 0,2 г/л. Основная функция активаторов плазминогена - регуляция жидкого состояния крови (фибринолиза).Plasminogen is a proenzyme widely distributed in the body. Its concentration in blood plasma reaches 0.2 g / l. The main function of plasminogen activators is the regulation of the liquid state of the blood (fibrinolysis).
Широкое распространение заболеваний, связанных с тромбообразованием, отложениями фибриновых масс в суставах, гематомами и др. требует расширения арсенала средств, способных растворять образовавшиеся в организме тромбы.The wide spread of diseases associated with thrombosis, deposits of fibrin masses in joints, hematomas, etc. requires an expansion of the arsenal of drugs that can dissolve blood clots formed in the body.
В настоящее время выявлены основные критерии, которым должны отвечать тромболитические препараты:Currently, the main criteria that thrombolytic drugs must meet are identified:
- высокое активаторное действие на плазминоген - неактивный профермент из крови, превращающийся после введения активирующего фермента в плазмин, разрушающий тромбы;- high activating effect on plasminogen - an inactive proenzyme from the blood, which turns after the introduction of the activating enzyme into plasmin, destroying blood clots;
- низкая протеолитическая активность по отношению к белкам плазмы крови;- low proteolytic activity in relation to plasma proteins;
- устойчивость фермента к действию ингибиторов плазмы крови. Терапия тромбозов развивается несколькими путями:- resistance of the enzyme to the action of blood plasma inhibitors. Therapy of thrombosis develops in several ways:
1. поиск активаторов плазминогена;1. search for plasminogen activators;
2. поиск фибринолитических препаратов, содержащих протеиназы, отличные от плазминогена, и способных гидролизовать фибриновые сгустки.2. the search for fibrinolytic drugs containing proteinases other than plasminogen, and capable of hydrolyzing fibrin clots.
Первый путь более естественный и безопасный для организма. Второй путь иногда более эффективный, но чреват побочными явлениями.The first way is more natural and safe for the body. The second way is sometimes more effective, but fraught with side effects.
Известные очищенные тромболитические препараты, применяемые в настоящее время в медицине, обладают рядом недостатков. Например, стрептокиназы («стрептаза», «кабикиназа», «авелизин») вызывают аллергические реакции, а при введении высоких доз приводят к гипотонии. Урокиназа из мочи человека («аббокиназа», «урокидан») не вызывает аллергических реакций, но быстро разрушается и выводится из организма. Стафилокиназа секретируется штаммом патогенного микроорганизма - золотистого стафилококка, поэтому фермент для использования в медицине получают в виде рекомбинантного белка. Все вышеуказанные препараты отличаются высокой стоимостью, поэтому поиск новых средств, регулирующих состояние крови, является актуальным.Known purified thrombolytic drugs currently used in medicine have several disadvantages. For example, streptokinases ("streptase", "cabicinase", "avelizin") cause allergic reactions, and with the introduction of high doses lead to hypotension. Urokinase from human urine ("abbokinase", "urocidan") does not cause allergic reactions, but is rapidly destroyed and excreted from the body. Staphylokinase is secreted by a strain of a pathogenic microorganism - Staphylococcus aureus, so the enzyme for use in medicine is obtained in the form of a recombinant protein. All of the above drugs are of high cost, so the search for new drugs that regulate the state of the blood is relevant.
Известно, что многие кровососущие организмы, например пиявки, некоторые летучие мыши и змеи после укуса вводят в кровь ингибиторы тромбина (гирудин пиявки) или активаторы плазминогена. Попадание больших количеств таких веществ в организм может привести к геморрагическому эффекту - кровь перестает свертываться, и жертва может погибнуть от кровотечения. У некоторых змей, наоборот, в состав яда входят как активаторы протромбина, так и активаторы плазминогена. Так, например, известен способ получения фибринолитического фермента из яда южной мокасиновой змеи, который подвергают ионообменной хроматографии на СМ-целюлозе, гель-фильтрации на Сефадексе G-100, аффинной хроматографии на п-аминобензамидин-сефарозе. Фермент относится к классу металлопротеиназ, способен гидролизовать сгустки крови in vitro в концентрации от 100 мкг/мл и выше.It is known that many blood-sucking organisms, such as leeches, some bats and snakes after a bite, inject thrombin inhibitors (leech hirudin) or plasminogen activators into the bloodstream. The ingress of large quantities of such substances into the body can lead to a hemorrhagic effect - the blood stops clotting, and the victim may die from bleeding. In some snakes, on the contrary, both prothrombin activators and plasminogen activators are part of the poison. For example, there is a known method for producing a fibrinolytic enzyme from a southern moccasin snake venom, which is subjected to ion exchange chromatography on CM-cellulose, gel filtration on Sephadex G-100, affinity chromatography on p-aminobenzamidine-sepharose. The enzyme belongs to the class of metalloproteinases, is able to hydrolyze blood clots in vitro at a concentration of 100 μg / ml and above.
К недостаткам способа относится труднодоступное сырье, дорогостоящий способ очистки. Более того, металлопротеиназа змеи не способна активировать плазминоген с образованием плазмина. При этом возможно вредное воздействие на систему гемостаза за счет образования токсичных продуктов гидролиза тромба или разрушения гемоглобина и других белков крови.The disadvantages of the method include inaccessible raw materials, an expensive cleaning method. Moreover, snake metalloproteinase is not able to activate plasminogen with the formation of plasmin. In this case, a harmful effect on the hemostatic system is possible due to the formation of toxic products of thrombus hydrolysis or destruction of hemoglobin and other blood proteins.
Guan A.L., Retzios A.D., Henderson G.N., Markland F.S., Jr., «Purification and characterization of a fibrinolytic enzyme from venom of the southern copperhead snake (Agkistrodon contortrix contortrix)». Arch.Biochem.Biophys., 1991, 289, (2), 197-207.Guan A.L., Retzios A.D., Henderson G.N., Markland F.S., Jr., "Purification and characterization of a fibrinolytic enzyme from venom of the southern copperhead snake (Agkistrodon contortrix contortrix)." Arch. Biochem. Biophys., 1991, 289, (2), 197-207.
Известен способ получения вещества, обладающего антикоагулянтной активностью, из растений, произрастающих в Южной Африке (из Aspilia afrikana), а также произрастающих в средней полосе европейской части России - таволги вязолистой или коры корней пиона. Сырье измельчают и экстрагируют дистиллированной водой при соотношении сырье : экстракт 1:5, прогревают на кипящей водяной бане, после чего осадок удаляют центрифугированием при 1800-2000 об/мин, супернатант замораживают при (-10)-(-20)°С и лиофильно высушивают.There is a method of producing a substance with anticoagulant activity from plants growing in South Africa (from Aspilia afrikana), as well as those growing in the middle zone of the European part of Russia - meadowsweet or bark of peony roots. The raw materials are crushed and extracted with distilled water at a ratio of raw materials: extract 1: 5, heated in a boiling water bath, after which the precipitate is removed by centrifugation at 1800-2000 rpm, the supernatant is frozen at (-10) - (- 20) ° C and lyophilized are dried.
Способ имеет следующие недостатки:The method has the following disadvantages:
- редкий ареал распространения вида растения,- a rare distribution area of a plant species,
- недостаточные антитромбоцитарные свойства продукта,- insufficient antiplatelet properties of the product,
- имеются побочные эффекты от использования фракций продукта.- There are side effects from the use of product fractions.
Более того, получаемые по данному способу препараты являются скорее БАД, а не лечебными средствами. Они вводятся перорально, активности компонентов системы фибринолиза повышаются всего в 1,4-2 раза, механизм действия неизвестен.Moreover, the preparations obtained by this method are more likely to be dietary supplements, rather than therapeutic agents. They are administered orally, the activities of the components of the fibrinolysis system increase by only 1.4-2 times, the mechanism of action is unknown.
Патент RU, №2143270, А61К 35/78, 1999.12.27.Patent RU, No. 2143270, А61К 35/78, 1999.12.27.
Известен способ получения активатора плазминогена из среды культивирования ряда линий монослойных культур клеток, в том числе из культуры клеток почки эмбриона свиньи в присутствии пептона. Способ заключается в выращивании культуры в течение длительного времени при температуре 36,6-37,0°С с последующим добавлением в среду культивирования дистиллированной воды и последующим центрифугированием при 7000-8000 об/мин в течение 15-20 мин и отделением супернатанта. Данный способ получения активатора плазминогена из культуры клеток приводит к получению неферментного активатора, структура которого не установлена.A known method of obtaining plasminogen activator from the culture medium of a number of lines of monolayer cell cultures, including from a cell culture of a kidney of a pig embryo in the presence of peptone. The method consists in growing the culture for a long time at a temperature of 36.6-37.0 ° C, followed by the addition of distilled water to the culture medium and subsequent centrifugation at 7000-8000 rpm for 15-20 minutes and separating the supernatant. This method of obtaining plasminogen activator from cell culture leads to the production of a non-enzymatic activator, the structure of which has not been established.
Недостатком способа является также его длительность и получение целевого продукта лишь с узкой специфичностью активатора плазминогена. Авт свид. СССР №1732516, А61К 38/48, C12N 9/68, 1995.08.20.The disadvantage of this method is its duration and obtaining the target product only with a narrow specificity of plasminogen activator. Auth test. USSR No. 1732516, A61K 38/48, C12N 9/68, 1995.08.20.
Процессы получения активатора плазминогена в виде рекомбинантного белка обладают следующими недостатками: при получении рекомбинантных белков экспрессией генов в клетках E.coli белок может образовать нерастворимые тела включения. Экспрессия в клетках E.coli также непригодна для получения гликозилированных белков. Основной недостаток E.coli в качестве системы для экспрессии физиологически активных белков - наличие примесей эндотоксинов кишечной палочки в белковых препаратах. Удаление эндотоксинов - сложный процесс, требующий больших материальных затрат.The processes for producing plasminogen activator in the form of a recombinant protein have the following disadvantages: upon receipt of recombinant proteins by gene expression in E. coli cells, the protein can form insoluble inclusion bodies. Expression in E. coli cells is also unsuitable for the production of glycosylated proteins. The main disadvantage of E. coli as a system for the expression of physiologically active proteins is the presence of E. coli endotoxin impurities in protein preparations. Removal of endotoxins is a complex process requiring large material costs.
Клетки тканей животных растут значительно медленнее, чем бактериальные, и хуже поддаются генно-инженерным манипуляциям, направленным на улучшение технологических характеристик штаммов.Animal tissue cells grow much slower than bacterial, and are less susceptible to genetic engineering manipulations aimed at improving the technological characteristics of strains.
Известен способ получения активатора плазминогена из кровеносных сосудов человека. Способ представляет собой пятистадийный процесс и включает осаждение белка из экстракта сульфатом аммония, аффинную хроматографию на аргинин-сефарозе, гидрофобную хроматографию на фенил-сефарозе, гель-фильтрацию на Сефакриле G-200 и аффинную хроматографию на фибрин-сефарозе. Способ очень трудоемкий, осуществляется на дорогостоящих сорбентах, позволяет получить очищенный препарат активатора плазминогена с выходом 38%. Учитывая малодоступный источник фермента и сложность очистки, этот метод может быть использован только в лабораторных условиях.A known method of obtaining a plasminogen activator from human blood vessels. The method is a five-step process and includes precipitation of the protein from the extract with ammonium sulfate, affinity chromatography on arginine-sepharose, hydrophobic chromatography on phenyl-sepharose, gel filtration on Sephacryl G-200 and affinity chromatography on fibrin-sepharose. The method is very time-consuming, carried out on expensive sorbents, allows you to get a purified preparation of plasminogen activator with a yield of 38%. Given the inaccessible source of the enzyme and the complexity of purification, this method can only be used in laboratory conditions.
ЕР №0 124 613 (JP), C12N 9/72, А61К 38/00, опубл. 1984.11.14.EP No. 0 124 613 (JP), C12N 9/72, A61K 38/00, publ. 1984.11.14.
Известен способ получения активатора плазминогена из тканей толстой кишки человека. Как и вышеуказанный способ, он представляет собой пятистадийный процесс, включающий лигандообменную хроматографию на Zn-сефарозе, аффинную хроматографию на конканавалин А-сефарозе с последующим диализом и лиофилизацией и рехроматографию на конканавалин А-сефарозе. В других примерах вместо рехроматографии на конканавалин-сефарозе используют аффинную хроматографию на фибрин-сефарозе или бензамидин-сефарозе. Этот способ также не является препаративным из-за использования труднодоступного в настоящее время исходного материала, трудоемкого и дорогостоящего процесса очистки.A known method of obtaining a plasminogen activator from human colon tissue. Like the above method, it is a five-step process, including ligand exchange chromatography on Zn-Sepharose, affinity chromatography on concanavalin A-sepharose followed by dialysis and lyophilization and rechromatography on concanavalin A-sepharose. In other examples, affinity chromatography on fibrin-sepharose or benzamidine-sepharose is used instead of rechromatography on concanavalin-sepharose. This method is also not preparative due to the use of currently inaccessible starting material, a laborious and expensive cleaning process.
ЕР №0 241 448, (US) C12N 9/64, C12N 9/72, опубл. 1987.10.14.EP No. 0 241 448, (US) C12N 9/64, C12N 9/72, publ. 1987.10.14.
Интересен способ получения пролонгированных тромболитических средств, полученных химической модификацией фибринолитического фермента ацилированием по активному центру избытком 4-нитрофенилового эфира цис- или транс-изомеров 4-(N,N,N-триметиламино-)-коричной кислоты. Ацилирование проводят при температуре 0-25°С и рН 7,0-8,5 в течение 10-70 мин в отсутствие органического растворителя. Отделяют полученный ацилфермент гель-фильтрацией или ультрафильтрацией, белковые фракции лиофилизуют.An interesting method for producing prolonged thrombolytic agents obtained by chemical modification of the fibrinolytic enzyme by acylation of the active center with an excess of 4-nitrophenyl ester of cis or trans isomers of 4- (N, N, N-trimethylamino -) - cinnamic acid. Acylation is carried out at a temperature of 0-25 ° C and a pH of 7.0-8.5 for 10-70 minutes in the absence of an organic solvent. The obtained acyl enzyme is separated by gel filtration or ultrafiltration, protein fractions are lyophilized.
Полученные комплексы протеиназ-активаторов с обратимыми ингибиторами при введении в кровь начинают активироваться только при попадании на плазминоген, поскольку имеют к нему большее, чем модифицирующие ингибиторы, сродство. В результате химические реагенты освобождают активный центр активаторов в пользу природного субстрата плазминогена и происходит образование плазмина.The resulting complexes of proteinase activators with reversible inhibitors, when introduced into the blood, begin to be activated only when they enter plasminogen, since they have more affinity for them than modifying inhibitors. As a result, the chemical reagents release the active center of activators in favor of the natural plasminogen substrate and plasmin formation occurs.
Тромболитические ферменты, которые в этом способе подвергают модификации, довольно дороги, а после обработки их стоимость увеличивается.Thrombolytic enzymes, which are modified in this method, are quite expensive, and after processing their cost increases.
Патент RU №2121362, А61К 38/02,1998.11.10.Patent RU No. 2121362, А61К 38 / 02,1998.11.10.
Наиболее близким к заявленному является способ получения активатора плазминогена из культуральной жидкости клеток меланомы человека, включающий отделение клеточного материала от культуральной жидкости центрифугированием при 7000 g, лигандообменную хроматографию культуральной жидкости на колонке с Zn-IDA-агарозой, аффинную хроматографию на конканавалин-А-агарозе и гель-фильтрацию на Сефадексе G150 Superfine. В результате получают с 46% выходом активатор плазминогена, очищенный в 263 раза. Чистоту полученного препарата подтверждают наличием одной полосы на электрофореграмме после SDS-ПААГ-электрофореза. К недостаткам способа следует отнести дорогостоящее сырье, потенциально содержащее онкогенные белки. Таким образом, возрастает возможность вредного действия препарата при попадании в кровь пациента. Необходимость поддержания культуры клеток, многостадийный метод очистки, включающий хроматографию на дорогостоящих аффинных сорбентах, использование буфера, содержащего тиоцианат калия (отнесен к категории ядов) в высокой концентрации (1,6 М -129 г/л), длительный процесс выделения также препятствуют получению активатора плазминогена в количествах, достаточных для применения в качестве тромболитического препарата в медицине.Closest to the claimed is a method of obtaining a plasminogen activator from a culture fluid of human melanoma cells, comprising separating the cellular material from the culture fluid by centrifugation at 7000 g, ligand exchange chromatography of the culture fluid on a column with Zn-IDA agarose, affinity chromatography on concanavalin A agarose and gel filtration on Sephadex G150 Superfine. The result is a plasminogen activator purified in 263 times with a 46% yield. The purity of the obtained preparation is confirmed by the presence of one strip on the electrophoregram after SDS-PAGE electrophoresis. The disadvantages of the method include expensive raw materials that potentially contain oncogenic proteins. Thus, the possibility of the harmful effect of the drug when it enters the patient’s blood increases. The need to maintain cell culture, a multi-stage purification method, including chromatography on expensive affinity sorbents, the use of a buffer containing potassium thiocyanate (assigned to the category of poisons) in a high concentration (1.6 M -129 g / l), a long isolation process also inhibit the preparation of an activator plasminogen in amounts sufficient for use as a thrombolytic drug in medicine.
Патент US №4752603, C12N 9/64, А61К 38/00, опубл.1988.06.21.US patent No. 4752603, C12N 9/64, A61K 38/00, publ. 19888.06.21.
Задачей изобретения является повышение выхода активатора плазминогена, упрощение и удешевление способа его получения, расширение ассортимента активаторов плазминогена.The objective of the invention is to increase the yield of plasminogen activator, simplifying and cheapening the method of its production, expanding the range of plasminogen activators.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения активатора плазминогена из ферментсодержащего сырья, включающем фракционирование его с помощью ионообменной хроматографии, в качестве ферментсодержащего сырья используют коллагенолитический ферментный препарат «Морикраза», растворяют последний в трис-хлоридном буфере с рН 7,2-7,5 до концентрации его в растворе не менее 2,5%, с последующим фракционированием раствора на сорбенте ДЭАЭ-Тойоперл, элюцией протеиназы в градиенте концентрации NaCl 0,1 -1,5 М, концентрированием и обессоливанием полученного раствора активатора ультрафильтрацией на мембране, пропускающей пептиды с молекулярной массой менее 10 кДа, и очисткой активатора плазминогена гель-хроматографией на Сефадексе G50 в 0,1М аммоний-ацетатном буфере с рН 6,3-6,5, содержащем 1,0-1,2 М хлорида натрия.The problem is achieved in that in the method for producing a plasminogen activator from an enzyme-containing raw material, including fractionating it using ion exchange chromatography, the Moricrase collagenolytic enzyme preparation is used as the enzyme-containing raw material, the latter is dissolved in Tris-chloride buffer with a pH of 7.2-7, 5 to a concentration of not less than 2.5% in the solution, followed by fractionation of the solution on a DEAE-Toyoperl sorbent, elution of the proteinase in a 0.1-1.5 M NaCl concentration gradient, concentration and desalting by ultrafiltration of the obtained activator solution on a membrane passing peptides with a molecular weight of less than 10 kDa, and purification of the plasminogen activator by gel chromatography on Sephadex G50 in 0.1 M ammonium acetate buffer with a pH of 6.3–6.5 containing 1.0– 1.2 M sodium chloride.
Препарат коллагенолитических ферментов «Морикраза», разработанный НПО «Тринита» совместно с химическим факультетом МГУ им. М.В.Ломоносова, охарактеризован и выделен из гепатопанкреаса дальневосточного краба Paralithodes camtshatica (PC) по разработанной оригинальной методике.The preparation of collagenolytic enzymes "Morikraz", developed by the NGO "Trinita" in conjunction with the chemical faculty of Moscow State University M.V. Lomonosov, characterized and isolated from hepatopancreas of the Far Eastern crab Paralithodes camtshatica (PC) according to the developed original method.
Rudenskaya G.N., Isaev V.A., Shmoilov A.M., Karabasova M.A., Shvets S.V., Miroshnikov A.I., Brusov A.B. "Preparation of proteolytic enzymes from kamchatka crab Paralithodes camchatica hepatopancreas." Appl.Biochem. Biotechnol., 88, 175-83, 2000.Rudenskaya G.N., Isaev V.A., Shmoilov A.M., Karabasova M.A., Shvets S.V., Miroshnikov A.I., Brusov A.B. "Preparation of proteolytic enzymes from kamchatka crab Paralithodes camchatica hepatopancreas." Appl. Biochem. Biotechnol., 88, 175-83, 2000.
«Морикраза» - это суммарный препарат протеиназ камчатского краба, содержащий коллагенолитическую сериновую протеиназу, трипсин, эластазу, металлопротеиназу, карбоксипептидазу и аминопептидазу. Благодаря совместному действию этих ферментов препарат легко гидролизует коллаген, фибрин, азоказеин и другие белки.Moricrase is the total preparation of king crab proteinases, containing collagenolytic serine proteinase, trypsin, elastase, metalloproteinase, carboxypeptidase and aminopeptidase. Due to the combined action of these enzymes, the drug easily hydrolyzes collagen, fibrin, azokasein and other proteins.
Интерес к этому источнику связан с утилизацией отходов краболовства. Немаловажным преимуществом является безвредность препаратов коллагеназ краба для человека. Морикраза нарабатывается в значительных количествах, относительно недорога, используется в мазевых композициях для лечения ожогов, язв, послеоперационных рубцов.Interest in this source is associated with the disposal of waste from crab fisheries. An important advantage is the harmlessness of crab collagenase preparations for humans. Moricrase is produced in significant quantities, relatively inexpensive, is used in ointment compositions for the treatment of burns, ulcers, postoperative scars.
Как показали экспериментальные данные, Морикраза обладает тромболитической активностью, способна активировать плазминоген, однако непосредственное введение раствора Морикразы в кровяное русло опасно из-за его высокой коллагенолитической и протеолитической активности.As shown by experimental data, Moricrase has thrombolytic activity, is able to activate plasminogen, however, the direct injection of Moricrase solution into the bloodstream is dangerous due to its high collagenolytic and proteolytic activity.
Выделенная согласно предлагаемому способу из Морикразы металлопротеиназа - фермент, который является эффективным активатором плазминогена, обладает незначительной общей протеолитической активностью и практически не способен гидролизовать коллаген. Тромболитическое действие такого фермента обусловлено активностью эндогенного плазмина, образующегося после активации плазминогена ферментом.Isolated according to the proposed method from Moricrase metalloproteinase - an enzyme that is an effective plasminogen activator, has a slight total proteolytic activity and is practically not able to hydrolyze collagen. The thrombolytic effect of such an enzyme is due to the activity of endogenous plasmin, which is formed after plasminogen activation by the enzyme.
Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.
В качестве источника ферментов используют раствор препарата Морикраза (концентрация его в растворе не менее 2,5% или 2,5 г/л), который фракционируют с помощью ионообменной хроматографии. Фракционирование проводят при комнатной температуре на сорбенте ДЭАЭ-тойоперл в трис-хлоридном буфере с рН 7,2-7,5. Протеиназы элюируют в градиенте концентрации хлорида натрия от 0,1 до 1-1,5 М.As a source of enzymes use a solution of the drug Morikraz (its concentration in the solution is not less than 2.5% or 2.5 g / l), which is fractionated by ion exchange chromatography. Fractionation is carried out at room temperature on a DEAE-Toyoperl sorbent in Tris-chloride buffer with a pH of 7.2-7.5. Proteinases elute in a concentration gradient of sodium chloride from 0.1 to 1-1.5 M.
Замену буфера, обессоливание и концентрирование препарата осуществляют ультрафильтрацией на мембране, задерживающей белки с молекулярной массой не менее 10 кДа.Buffer replacement, desalination and drug concentration are carried out by ultrafiltration on a membrane that retains proteins with a molecular weight of at least 10 kDa.
Для полного удаления примеси трипсина дальнейшую очистку препарата металлопротеиназы от примеси сериновых протеиназ проводят гель-хроматографией на Сефадексе G50 в 0,1 М аммоний-ацетатном буфере с рН 6.3 - 6,5, содержащем 1,0 - 1,2 М хлорид натрия.To completely remove trypsin impurities, further purification of the metalloproteinase preparation from impurities of serine proteinases is carried out by gel chromatography on Sephadex G50 in 0.1 M ammonium acetate buffer with a pH of 6.3 - 6.5, containing 1.0 - 1.2 M sodium chloride.
Пример.Example.
На колонку 20×2 см с ДЭАЭ-Тойоперл, уравновешенную Tris-HCl буфером с рН 7,5, наносят 10 мл раствора Морикразы с концентрацией 25 мг/мл. После промывки колонки стартовым буфером проводят элюцию в градиенте концентрации NaCl 0,1 - 1,0 М.On a 20 × 2 cm column with DEAE-Toyoperl equilibrated with Tris-HCl buffer at pH 7.5, 10 ml of Moricrase solution with a concentration of 25 mg / ml is applied. After washing the column with start buffer, elution is carried out in a NaCl concentration gradient of 0.1 - 1.0 M.
Фракции, содержащие металлопротеиназу, объединяют, концентрируют ультрафильтрацией на ячейке с мембраной, пропускающей пептиды с молекулярной массой менее 10 кДа.Fractions containing metalloproteinase are combined, concentrated by ultrafiltration on a cell with a membrane passing peptides with a molecular weight of less than 10 kDa.
В результате получают очищенный препарат металлопротеиназы с содержанием активатора около 84% (активность препарата по азоказеину подавляется ингибитором металлопротеиназ ЭДТА на 84%), содержащий следовую примесь трипсиноподобной сериновой протеиназы (Фиг.1) Выход 50%, очистка 2.5 раза.The result is a purified metalloproteinase preparation with an activator content of about 84% (the activity of the drug for azocasein is 84% inhibited by an EDTA metalloproteinase inhibitor) containing a trace admixture of trypsin-like serine proteinase (Figure 1) Yield 50%, purification 2.5 times.
На фиг.1 представлены:Figure 1 presents:
а) СДС-ПААГ электрофореграмма препарата «Морикраза». Справа - набор белков-маркеров (БСА 66,2 кДа, овальбумин 45 кДа, карбангидраза 31 кДа, соевый ингибитор трипсина 21,5 кДа, лизоцим 14,4 кДа);a) SDS-PAGE electrophoregram of the drug "Morikraz". On the right is a set of protein markers (BSA 66.2 kDa,
б) Препарат металлопротеиназы камчатского краба после ионообменной хроматографии. Слева - набор белков-маркеров (целлюлаза 94 кДа, БСА 66,2 кДа, овальбумин 45 кДа, карбангидраза 31 кДа, соевый ингибитор трипсина 21,5 кДа, лизоцим 14,4 кДа).b) Kamchatka crab metalloproteinase preparation after ion exchange chromatography. On the left is a set of marker proteins (cellulase 94 kDa, BSA 66.2 kDa,
Для дальнейшей очистки полученный препарат наносят на колонку с Сефадексом G50, уравновешенную 0,1 М аммоний-ацетатным буфером с рН 6,4, содержащим 1 М NaCl.For further purification, the resulting preparation was applied to a Sephadex G50 column, equilibrated with 0.1 M ammonium acetate buffer with a pH of 6.4, containing 1 M NaCl.
В результате получают препарат металлопротеиназы с содержанием активатора, близким к 100%, гомогенный по данным электрофореза в ПААГ (фиг.2), с выходом по активности 39% и степенью очистки 5,5 раза.The result is a metalloproteinase preparation with an activator content close to 100%, homogeneous according to the SDS page electrophoresis (FIG. 2), with a yield of 39% and a purification degree of 5.5 times.
На фиг.2 представлен препарат металлопротеиназы камчатского краба после ионообменной хроматографии и гель-хроматографии. Слева - набор белков-маркеров (целлюлаза 94 кДа, БСА 66,2 кДа, овальбумин 45 кДа, карбангидраза 31 кДа, соевый ингибитор трипсина 21,5 кДа, лизоцим 14,4 кДа).Figure 2 presents the preparation of king crab metalloproteinases after ion exchange chromatography and gel chromatography. On the left is a set of marker proteins (cellulase 94 kDa, BSA 66.2 kDa,
Фибринолитическую активность препарата и его способность активировать плазминоген определяют с использованием стандартных фибриновых пластин, приготовленных по следующей методике: «Методы исследования фибринолитической системы крови». Под ред. Г.В. Андреенко. М.:МГУ, 1981. С.43.The fibrinolytic activity of the drug and its ability to activate plasminogen is determined using standard fibrin plates prepared according to the following method: "Methods for the study of the blood fibrinolytic system." Ed. G.V. Andreenko. M.: Moscow State University, 1981. P. 43.
На поверхность фибриновой пластины наносят 30 мкл плазмы крови человека или физиологического раствора, а затем сверху наслаивают раствор препарата. Фибриновые пластины инкубируют при температуре 37°С. Площадь зоны лизиса определяют как произведение двух перпендикулярных диаметров.30 μl of human blood plasma or saline is applied to the surface of the fibrin plate, and then the drug solution is layered on top. Fibrin plates are incubated at a temperature of 37 ° C. The area of the lysis zone is defined as the product of two perpendicular diameters.
Активацию плазминогена металлопротеиназой также исследуют in vitro путем инкубации раствора, содержащего плазминоген и металлопротеиназу, при температуре 37°С и рН 7,5 в течение 2 часов и более. Белки из раствора осаждают ТХУ в конечной концентрации 7 -10% (вес./об.), промывают осадок ацетоном и растворяют в буфере для нанесения образцов. Затем проводят электрофорез по Лэммли [Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970 Aug 15;227, (5259):680-685] и окрашивают гель «Кумасси бриллиантовым голубым» для визуализации белковых полос.The activation of plasminogen by metalloproteinase is also investigated in vitro by incubating a solution containing plasminogen and metalloproteinase at a temperature of 37 ° C and a pH of 7.5 for 2 hours or more. Proteins from the solution precipitate TCA at a final concentration of 7-10% (w / v), wash the precipitate with acetone and dissolve in the sample buffer. Then carry out electrophoresis according to Laemmli [Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970 Aug 15; 227, (5259): 680-685] and stained with Coomassie Brilliant Blue gel to visualize protein bands.
Способность препарата лизировать предобразованные сгустки плазмы крови человека определяют по следующей методике.The ability of the drug to lyse preformed human blood plasma clots is determined by the following method.
К 250 мкл плазмы крови человека добавляют 50 мкл раствора тромбина (2000 ед.акт. на 0,2 г сухого веса) с концентрацией 2 мг/мл и выдерживают в течение 5 минут на водяной бане при температуре 37°С.To 250 μl of human blood plasma add 50 μl of thrombin solution (2000 units per 0.2 g dry weight) with a concentration of 2 mg / ml and incubated for 5 minutes in a water bath at a temperature of 37 ° C.
К полученному сгустку добавляют 500 мкл раствора препарата фермента и выдерживают на водяной бане при температуре 37°С до полного лизиса сгустка. В контрольные пробирки добавляют физиологический раствор. Лизис сгустка регистрируют визуально.To the resulting clot, add 500 μl of a solution of the enzyme preparation and incubated in a water bath at a temperature of 37 ° C until the clot is completely lysed. Saline is added to control tubes. Clot lysis is recorded visually.
На фиг.3 представлена электрофореграмма продуктов взаимодействия плазминогена с металлопротеиназой (время инкубации - 2 часа). 1 - плазминоген без металлопротеиназы, 2 - набор белков - маркеров (сбоку указаны их молекулярные массы в кДа), 3 - реакционная смесь (МП - металлопротеиназа).Figure 3 presents the electrophoregram of the products of the interaction of plasminogen with metalloproteinase (incubation time - 2 hours). 1 - plasminogen without metalloproteinase, 2 - a set of protein markers (their molecular weights in kDa are indicated on the side), 3 - reaction mixture (MP - metalloproteinase).
В таблице приведены данные, характеризующие активаторную активность полученного продукта.The table shows the data characterizing the activator activity of the obtained product.
В случае использования активатора плазминогена, полученного по предлагаемому способу, полный лизис сгустков плазмы (который эквивалентен полному восстановлению проходимости кровеносного сосуда) происходит за 4 ч 20 мин под действием 500 мкг фермента. В случае использования активатора плазминогена, полученного по способу прототипа, добавление 20 мкг и более активатора плазминогена к сгустку плазмы приводит к неполному лизису тромба за 12 час, причем невозможно определить, произойдет ли при неполном лизисе тромба востановление проходимости сосуда (так как в прототипе степень лизиса оценивали с помощью радиометрического метода, который не позволяет установить, нарушена ли механическая целостность тромба - то есть, восстановилась ли проходимость сосудов).In the case of using the plasminogen activator obtained by the proposed method, complete lysis of plasma clots (which is equivalent to the complete restoration of the patency of a blood vessel) occurs within 4 hours 20 minutes under the influence of 500 μg of the enzyme. In the case of using the plasminogen activator obtained by the prototype method, the addition of 20 μg or more plasminogen activator to the plasma clot leads to incomplete lysis of the thrombus in 12 hours, and it is impossible to determine whether restoration of vascular patency occurs during incomplete lysis of the thrombus (since the prototype has a degree of lysis evaluated using the radiometric method, which does not allow us to establish whether the mechanical integrity of the thrombus is violated - that is, whether the patency of the vessels is restored).
Таким образом, при сопоставимой активаторной активности полученного нами фермента с активностью фермента, выделенного в прототипе, предложный способ позволяет:Thus, with comparable activator activity of the obtained enzyme with the activity of the enzyme isolated in the prototype, the proposed method allows you to:
1) использовать более доступное сырье (гепатопанкреас краба - побочный продукт пищевой промышленности, таким образом, наша методика позволяет более полно утилизировать природное сырье), при этом нет необходимости в культивировании клетки (тем более опухолевых),1) use more affordable raw materials (crab hepatopancreas is a by-product of the food industry, so our technique allows us to more fully utilize natural raw materials), and there is no need to cultivate cells (especially tumor cells),
2) уменьшить затраты на очистку препарата (менее дорогие сорбенты, меньшее число стадий),2) reduce the cost of cleaning the drug (less expensive sorbents, fewer stages),
3) использовать безопасные для организма препараты.3) use drugs that are safe for the body.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить новый активатор плазминогена из доступного, дешевого и не содержащего онкогенных белков сырья, сократить время процесса и удешевить процесс получения препарата.Thus, the proposed method allows to obtain a new plasminogen activator from affordable, cheap and not containing oncogenic protein raw materials, to reduce the process time and reduce the cost of the preparation process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119191/13A RU2346983C1 (en) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Method of production of plasminogen activator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119191/13A RU2346983C1 (en) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Method of production of plasminogen activator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2346983C1 true RU2346983C1 (en) | 2009-02-20 |
Family
ID=40531787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007119191/13A RU2346983C1 (en) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | Method of production of plasminogen activator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2346983C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116103270A (en) * | 2023-02-14 | 2023-05-12 | 华侨大学 | Plasmin affinity purification method based on agarose gel and plasmin and application thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4245051A (en) * | 1978-03-30 | 1981-01-13 | Rockefeller University | Human serum plasminogen activator |
| US4317882A (en) * | 1979-04-26 | 1982-03-02 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Production of plasminogen activator |
| US4752603A (en) * | 1980-06-11 | 1988-06-21 | Leuven Research And Development Vzw | Plasminogen activator and pharmaceutical composition having thrombolytic activity |
| SU1732516A1 (en) * | 1990-04-24 | 1995-08-20 | МГУ им.М.В.Ломоносова | Method for producing plasminogen promoter |
| RU2121362C1 (en) * | 1995-09-08 | 1998-11-10 | Роза Бакировна Айсина | The prolonged thrombolytic agent and a method of its preparing |
-
2007
- 2007-05-24 RU RU2007119191/13A patent/RU2346983C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4245051A (en) * | 1978-03-30 | 1981-01-13 | Rockefeller University | Human serum plasminogen activator |
| US4317882A (en) * | 1979-04-26 | 1982-03-02 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Production of plasminogen activator |
| US4752603A (en) * | 1980-06-11 | 1988-06-21 | Leuven Research And Development Vzw | Plasminogen activator and pharmaceutical composition having thrombolytic activity |
| SU1732516A1 (en) * | 1990-04-24 | 1995-08-20 | МГУ им.М.В.Ломоносова | Method for producing plasminogen promoter |
| RU2121362C1 (en) * | 1995-09-08 | 1998-11-10 | Роза Бакировна Айсина | The prolonged thrombolytic agent and a method of its preparing |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GUAN A.L., RETZIOS A.D., HENDERSON G.N., MARKLAND F.S. Jr. "Purification and characterization of a fibrinolytic enzyme from venom of the southern copperhead snake (Agkisrodon contortrix contortrix)", Arch. Biochem. Biophys, 1991, 289, (2), 197-207. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116103270A (en) * | 2023-02-14 | 2023-05-12 | 华侨大学 | Plasmin affinity purification method based on agarose gel and plasmin and application thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Matsubara et al. | Purification and characterization of a fibrinolytic enzyme and identification of fibrinogen clotting enzyme in a marine green alga, Codium divaricatum | |
| Raskovic et al. | Identification, purification and characterization of a novel collagenolytic serine protease from fig (Ficus carica var. Brown Turkey) latex | |
| Bernardes et al. | Isolation and structural characterization of a new fibrin (ogen) olytic metalloproteinase from Bothrops moojeni snake venom | |
| Pérez et al. | Natural protease inhibitors to hemorrhagins in snake venoms and their potential use in medicine | |
| Majumdar et al. | Characterization, mechanism of anticoagulant action, and assessment of therapeutic potential of a fibrinolytic serine protease (Brevithrombolase) purified from Brevibacillus brevis strain FF02B | |
| Batomunkueva et al. | Isolation, Purification, and Resolution of the Extracellular Proteinase Complex of Aspergillus ochraceus513 with Fibrinolytic and Anticoagulant Activities | |
| US6638503B2 (en) | Streptomyces megasporus sd5, process for the isolation thereof, novel fibrinolytic enzyme prepared therefrom, process for the production of said enzyme and method of treatment of thrombolytic disorders using said enzyme | |
| Fonseca et al. | Purification and biochemical characterization of Eumiliin from Euphorbia milii var. hislopii latex | |
| Girón et al. | Functional characterization of fibrinolytic metalloproteinases (colombienases) isolated from Bothrops colombiensis venom | |
| RU2346983C1 (en) | Method of production of plasminogen activator | |
| Yeon et al. | Purification of serine protease from polychaeta, Lumbrineris nipponica, and assessment of its fibrinolytic activity | |
| Said et al. | Characterization of fibrinolytic enzymes produced by the halophilic Streptomyces flaveolus and Streptomyces galtieri isolated from Wady El-Natron area in North Egypt | |
| Markland | Fibrin (ogen) olytic enzymes from snake venoms | |
| RU2236460C1 (en) | Method for preparing collagenase | |
| Sahoo et al. | Exploitation of fibrinolytic enzymes in combating blood clotting disorders–recent advances and strategies: A comprehensive Review | |
| KR20150004009A (en) | A fibrinolytic α chymotrypsin like serine metalloprotease originated from the edible mushroom Lyophyllumcinerascens and the purification method thereof | |
| KR101106507B1 (en) | Thrombolytic enzyme derived from longevity mushroom mycelium | |
| KR100320948B1 (en) | Thrombolytic serine protease separated and purified from a herbaceous plant and method for producing the same | |
| RU2403284C1 (en) | Method of producing anticoagulative collagenase inhibitor from king crab hepatopancreas | |
| Khow et al. | A hemorrhagin as a metalloprotease in the venom of Trimeresurus purpureomaculatus: purification and characterization | |
| Zaman et al. | Thrombolytic activity of alkaline protease purified from a mutant strain Bacillus licheniformis MZK05M9 | |
| KR100324254B1 (en) | Mushroom extract with thrombolytic activity | |
| KR100419451B1 (en) | Protein with thrombolytic activities extracted from natural product | |
| KR100453574B1 (en) | Serine protease derived from insects, method for extracting said serin protease and composition for drug and food using the same | |
| KR100284758B1 (en) | Thrombolytic enzyme protein isolated from slugs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090525 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20101210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160525 |