[go: up one dir, main page]

RU2335540C1 - ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pBMC-nef(A)-hum - Google Patents

ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pBMC-nef(A)-hum Download PDF

Info

Publication number
RU2335540C1
RU2335540C1 RU2006145771/13A RU2006145771A RU2335540C1 RU 2335540 C1 RU2335540 C1 RU 2335540C1 RU 2006145771/13 A RU2006145771/13 A RU 2006145771/13A RU 2006145771 A RU2006145771 A RU 2006145771A RU 2335540 C1 RU2335540 C1 RU 2335540C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nef
hum
pbmc
protein
expression
Prior art date
Application number
RU2006145771/13A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006145771A (ru
Inventor
Андрей Петрович Козлов (RU)
Андрей Петрович Козлов
Николай Анатольевич Климов (RU)
Николай Анатольевич Климов
Борис Владимирович Мурашев (RU)
Борис Владимирович Мурашев
Иль Владимирович Духовлинов (RU)
Илья Владимирович Духовлинов
Марина Сергеевна Астанина (RU)
Марина Сергеевна Астанина
Алексей Эльвинович Машарский (RU)
Алексей Эльвинович Машарский
Original Assignee
ФГУП Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов ФМБА
АНО "Биомедицинский центр"
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 ФГУП Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов ФМБА, АНО "Биомедицинский центр" filed Critical ФГУП Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов ФМБА
Priority to RU2006145771/13A priority Critical patent/RU2335540C1/ru
Publication of RU2006145771A publication Critical patent/RU2006145771A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2335540C1 publication Critical patent/RU2335540C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способам получения вакцинных препаратов с помощью методов генетической инженерии и иммунологии. Предложена плазмидная ДНК рВМС-nef(A)-hum для экспрессии белка Nef вируса иммунодефицита человека субтипа А, содержащая искусственный ген nef(A)-hum, кодирующий полипептид Nef(A)-hum. Изобретение может быть использовано в медицине и смежных отраслях для повышения экспрессии кодируемого геном nef белка Nef или его фрагментов в эукариотических клетках. 3 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к технологии получения вакцинных препаратов с помощью методов генетической инженерии и иммунологии, и может быть использовано в медицине и смежных отраслях для повышения экспрессии белков, в частности белка Nef вируса иммунодефицита человека 1 типа (ВИЧ-1) субтипа А или его фрагментов и синтетических аналогов в эукариотических клетках.
Одной из глобальных проблем, стоящих перед биотехнологией, является повышение выхода веществ, продуцируемых клетками прокариот и эукариот. Для решения указанных задач, как правило, клетки подвергают воздействию различных внешних факторов: повышению температуры выше 42°С, уменьшению количества питательных веществ, например фосфатов или азота, до уровня, лежащего ниже того, который требуется для выживания микроорганизмов, токсическое воздействие - например, использование красителей, кислот или эксудатов растений, метаболическое разрушение клеток в результате изменения уровня содержания ионов, воздействующих на способность микроорганизмов к осморегуляции, или уровня содержания витаминов или кофакторов, которые способны вызвать прекращение метаболизма (RU 2179980, 2002).
Однако, т.к. воздействие вышеперечисленных факторов на выход конкретных продуцентов характеризуется высокой видоспецифичностью, то для каждого конкретного случая необходимо проведение большого объема исследований
Наиболее сложно вопросы стимулирования экспрессии решаются в случае получения вакцин против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), для изготовления которых необходимо научиться добиваться экспрессии вирусных белков в клетках эукариот без введения вируса, что позволило бы выработать в организме необходимый иммунный ответ. Проблема связана с особенностями последовательностей генов вируса иммунодефицита человека, в частности с использованием в вирусных генах кодонов, не характерных для интенсивно экспрессирующихся генов млекопитающих, в частности человека, а также большая вариабельность вирусной популяции, выраженная в генетической дивергенции.
Одним из подходов к решению этой проблемы является использование геномов ретро-вирусов, аденовирусов, папилломавирусов и паповавирусов в качестве стимуляторов для экспрессии протективных антигенов патогенных вирусов в клетках млекопитающих.
Наиболее детально исследования проводились с использованием вируса осповакцины (ВОВ). В частности, были сконструированы рекомбинантные ВОВ, экспрессирующие отдельно индивидуальные белки ВИЧ-1: gp160, gp120. Tat и обратную транскриптазу (Moss В., and Flexner С.// Ann. Rev. Immunol, 1987, v.5, p.305; Moss В. // Seminars in Virology, 1992, v.3, p.277; Falkner F.G., et al. // Virology, 1988, v.164, p.450; Flexner C., et al. // Virology, 1988, v.166, p.339; Takahashi H, et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1988, v.85, p.3105; Walker B.D., et al. // Science, 1988, v.240, p.64; Willey R.L., et al. // J.Virol, 1988, v.62, p.139). Полученные рекомбинантные BOB были использованы для иммунизации лабораторных животных и выявления белков ВИЧ-1, способных вызывать индукцию нейтрализующих вирус антител. Однако с помощью рекомбинантных ВОВ не удалось индуцировать полноценный протективный иммунный ответ против ВИЧ-инфекции. По-видимому, это обусловлено низкой иммуногенностью индивидуальных вирусных белков (RU 2194075, 2002).
Для решения проблемы получения иммунного ответа на белки ВИЧ был создан белок TBI, который включает в свой состав несколько клеточных эпитопов ВИЧ-1. Однако при его использовании не удается получить весь спектр целевых продуктов. Кроме того, степень экспрессии получаемых белков недостаточно высока (RU 2237089, 2005).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому изобретению является стимулирование экспрессии белка Nef, введением в клетку высших эукариот экспрессионной плазмидной ДНК pBMC-nef(A)m-1, содержащей модифицированный ген nef вируса иммунодефицита человека типа 1 субтипа А (RU 2229518, 2002).
Технической задачей, решаемой авторами, являлось создание экспрессионной плазмидной ДНК для экспрессии синтетического белка Nef(A)-hum, позволяющей повысить его выход и иммуногенность.
Технический результат был получен при использовании экспрессионной плазмидной ДНК pBMC-nef(A)-hum, содержащей модифицированный ген nef вируса иммунодефицита человека типа 1 субтипа А, названный nef(A)m-1, последовательность которого представлена на фиг.1.
В основу изобретения были положены представления о том, что в генах вируса имеются кодоны, в которых преобладает много аденина и тимина и редко встречаются гуанин и цитозин, не характерные для интенсивно экспрессирующихся генов человека. В результате проведенных авторами исследований было установлено, что при замене в гене nef части А и Т - богатых кодонов на синонимические G и С - богатые кодоны удается в 10-15 раз повысить выход белка Nef(A)-hum.
Недостатками указанного изобретения являются: относительно невысокий выход целевого продукта и низкая встречаемость некоторых аминокислот синтезируемого белка Nef(A)-hum в популяции ВИЧ-1, циркулирующей на территории России.
Согласно настоящему изобретению новая плазмидная ДНК pBMC-nef(A)-hum была получена по следующей методике.
Был осуществлен анализ кодонов в составе фрагмента гена nef, кодирующего белок Nef ВИЧ-1 субтипа А. Все кодоны с высоким содержанием аденина и тимина были заменены на синонимичные кодоны со сниженным содержанием аденина и тимина и соответственно более высоким содержанием гуанина и цитозина, при этом в состав гена предпочтительно включали кодоны, характерные для интенсивно экспрессирующихся генов человека. Кроме того, в последовательность гена включили последовательность Козака, инициирующий и два терминирующих трансляцию кодоны. Также были выявлены кодоны, кодирующие некоторые редко встречаемые аминокислоты в иммунологически важных областях белка Nef и заменены на кодоны аминокислот, встречающихся чаще в популяции инфицированных ВИЧ людей на территории России и стран СНГ. Кроме того, из последовательности были удалены кодоны, кодирующие первых две NH2-концевые аминокислоты белка Nef, что делает невозможным его миристелирование, нежелательное при использовании данного белка в качестве иммуногена. В результате с помощью автоматизированного химического синтеза был получен искусственный ген nef(A)-hum, кодирующий синтетический белок Nef(A)-hum, который был вставлен в вектор рВМС с получением экспрессионной плазмиды pBMC-nef(A)-hum.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
на фиг.1 - последовательность нуклеотидов гена nef(A)-hum в сравнении с последовательностью нуклеотидов генапе1(А)m-1 (прототип);
на фиг.2 - последовательность нуклеотидов гена nef(A)-hum в сравнении с последовательностью нуклеотидов природного гена nef(A);
на фиг.3 - последовательность аминокислот белка Nef(A)-hum в сравнении с последовательностью аминокислот белка Nef(A) (прототип).
Нуклеотиды и аминокислоты, одинаковые для представленных генов, отмечены в сравниваемой последовательности точкой (.), отсутствующие в последовательностях - тильдой (~), различающиеся - приведены соответствующей буквой, терминирующие кодоны обозначены (*). Ген nef(A)-hum длиной 627 нуклеотидов отличается от прототипа Nef(A)m-1 по 104 нуклеотидам и по 175 нуклеотидам отличается от природного гена nef(A). Белок Nef(A)-syn длиной 207 аминокислот отличается от прототипа Nef(A) по 9 аминокислотам.
Промышленная применимость заявляемого стимулятора синтеза белка и синтетического белка иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Получение плазмидной ДНК, обеспечивающий экспрессию синтетического белка Nef(A)-hum с использованием искусственного гена nef(A)-hum.
Искусственный ген nef(A)-hum, последовательность которого представлена на фиг.1, получали при помощи химического синтеза перекрывающихся фрагментов с последующим отжигом и лигированием. Собранный ген вставляли известным способом в плазмидный вектор рВМС с получением экспрессионной плазмиды pBMC-nef(A)-hum. Полученной плазмидой pBMC-nef(A)-hum трансформировали клетки Escherichia coli для ее последующей наработки.
Пример 2. Изучение синтеза синтетического белка Nef(A)-hum в эукариотических клетках.
Культуру клеток человека линии 293 трансформировали ДНК рекомбинантной плазмиды pBMC-nef(A)-hum. В качестве контроля параллельную культуру клеток 293 трансформировали равным количеством ДНК плазмиды pBMC-nef(A)m-1. Трансформированные культуры клеток инкубировали в питательной среде в течение 48 часов при температуре +37°С и содержании СО2 в воздухе, равном 5%, лизировали и анализировали белки клеточных лизатов с помощью электрофореза в ПААГ с последующим иммуноблоттингом с сывороткой пациента, инфицированного ВИЧ-1 субтипа А. Интенсивность окраски полос, соответствующих белку Nef, анализировали с помощью компьютизированной видеосистемы. Установлено, что в культуре клеток, трансформированных плазмидной ДНК pBMC-nef(A)-hum, уровень синтеза белка Nef(A)-hum не менее чем 6-8 раз выше, чем синтез белка Nef(A) в клетках, трансформированных контрольной плазмидой pBMC-nef(A)m-1.
Пример 3. Использование плазмидной ДНК pBMC-nef(A)-hum для иммунизации.
Лабораторным мышам линии BALB/c вводили внутримышечно трехкратно по 10 микрограмм плазмидной ДНК pBMC-nef(A)-hum, контрольной группе мышей вводили аналогичную дозу pBMC-nef(A)m-1. Через 6 недель в сыворотках крови животных определяли титры антител к природному белку Nef известным способом. Результаты приведены в таблице.
Таблица
Титры антител в сыворотках крови мышей, иммунизированных плазмидными ДНК pBMC-RT(A)-hum и pBMC-RT(A)m-1
Титры антител при введении ДНК плазмиды pBMC-nef(A)-hum 1:2048
Титры антител при введении ДНК плазмиды pBMC-nef(A)m-1 1:512
Использование заявляемого стимулятора позволяет в 4-5 раз повысить выход синтетического белка Nef по сравнению с прототипом.

Claims (1)

  1. Экспрессионная плазмидная ДНК pBMC-nef(A)-hum для экспрессии синтетического белка Nef(A)-hum в клетках эукариот, содержащая экспрессионную плазмидную ДНК, отличающаяся тем, что она содержит искусственный ген nef(A)-hum, имеющий последовательность нуклеотидов, представленную на фиг.1, и кодирующий полипептид, последовательность аминокислот которого представлена на фиг.3.
RU2006145771/13A 2006-12-25 2006-12-25 ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pBMC-nef(A)-hum RU2335540C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145771/13A RU2335540C1 (ru) 2006-12-25 2006-12-25 ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pBMC-nef(A)-hum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145771/13A RU2335540C1 (ru) 2006-12-25 2006-12-25 ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pBMC-nef(A)-hum

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006145771A RU2006145771A (ru) 2008-06-27
RU2335540C1 true RU2335540C1 (ru) 2008-10-10

Family

ID=39679755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006145771/13A RU2335540C1 (ru) 2006-12-25 2006-12-25 ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pBMC-nef(A)-hum

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2335540C1 (ru)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2232815C2 (ru) * 1998-02-27 2004-07-20 Ой Финниш Иммунотекнолоджи Лтд. Самореплицирующийся рекомбинантный вектор, экспрессирующий регуляторные белки вич, способ его получения, вакцина для иммунизации против вич на основе днк, содержащая указанный вектор, способ лечения или профилактики вич

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2232815C2 (ru) * 1998-02-27 2004-07-20 Ой Финниш Иммунотекнолоджи Лтд. Самореплицирующийся рекомбинантный вектор, экспрессирующий регуляторные белки вич, способ его получения, вакцина для иммунизации против вич на основе днк, содержащая указанный вектор, способ лечения или профилактики вич

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AZAD A.A. Novel drugs and vaccines based on the structure and function of HIV pathogenic proteins including Nef. Ann N Y Acad Sci. 2005 Nov; 1056:279-92. TOLSTRUP M, LAURSEN A.L, GERSTOFT J, PEDERSEN F.S, OSTERGAARD L, DUCH M.Cysteine 138 mutation in HIV-1 Nef from patients with delayed disease progression. Sex Health. 2006 Dec; 3(4):281-6. GILBERT P.B. NOVITSKY V, ESSEX M.Covariability of selected amino acid positions for HIV type 1 subtypes С and B. AIDS Res Hum Retroviruses. 2005 Dec; 21(12):1016-30. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006145771A (ru) 2008-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7993651B2 (en) Chimeric human immunodeficiency virus (HIV) immunogens comprising GAG P24-P17 fused to multiple cytotoxic T lymphocyte (CTL) epitopes
Sathaliyawala et al. Assembly of human immunodeficiency virus (HIV) antigens on bacteriophage T4: a novel in vitro approach to construct multicomponent HIV vaccines
Sánchez-Sampedro et al. The evolution of poxvirus vaccines
RU2280075C2 (ru) Измененный штамм модифицированного вируса коровьей оспы ankara (mva)
Gherardi et al. Interleukin-12 (IL-12) enhancement of the cellular immune response against human immunodeficiency virus type 1 env antigen in a DNA prime/vaccinia virus boost vaccine regimen is time and dose dependent: suppressive effects of IL-12 boost are mediated by nitric oxide
CN101563463B (zh) 修饰的安卡拉(mva)痘苗病毒基因的基因组中保守基因之间的基因间位点
ES2253675T3 (es) Proteina de fusion de proteinas reguladoras/accesorias de hiv.
RU98101904A (ru) Рекомбинантный вирус mva и его использование
UA76731C2 (ru) Штамм mva-bn модифицированного вируса коровьей оспы ankara, фармацевтическая композиция, вакцина, применение mva-bn для приготовления лекарственного препарата и для приготовления вакцины, способ введения гомологичной и/или гетерологичной последовательности нуклеиновой кислоты в клетки-мишени in vitro, способ получения пептида или белка, способ получения mva-bn, клетки, набор для основной/бустерной иммунизации
Wilmschen et al. Viral vectors for the induction of broadly neutralizing antibodies against HIV
US8685407B2 (en) Genetic constructs and compositions comprising RRE and CTE and uses thereof
RU2335540C1 (ru) ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pBMC-nef(A)-hum
CN116904489B (zh) 一种鸭坦布苏病毒核酸疫苗及应用
Alharbi et al. Deletion of fifteen open reading frames from modified vaccinia virus Ankara fails to improve immunogenicity
RU2355764C2 (ru) РЕКОМБИНАНТНАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pBMC-RT(А)-hum ДЛЯ ЭКСПРЕССИИ БЕЛКА ОБРАТНОЙ ТРАНСКРИПТАЗЫ ВИРУСА ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА
RU2346044C2 (ru) ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК pBMC-gp140(A)-hum
RU2345138C2 (ru) ЭКСПРЕССИОННАЯ ПЛАЗМИДНАЯ ДНК р-ВМС-gag(A)-hum ДЛЯ ЭКСПРЕССИИ БЕЛКА р55 ВИЧ-1 В КЛЕТКАХ ЭУКАРИОТ
JP2021508496A (ja) 一価及び多価サブユニット予防ワクチン製造のために最適化した、酵母クルイベロマイセス・ラクティスベースの宿主/ベクターシステム
CN114560917A (zh) SARS-CoV-2编码蛋白来源的T细胞表位多肽TFKVSIWNL及其应用
RU2238977C1 (ru) Рекомбинантная плазмидная днк рвмс-rt(a)m-1, используемая для экспрессии обратной транскриптазы (rt) вируса иммунодефицита человека в клетках высших эукариот
RU2241752C1 (ru) Рекомбинантная плазмидная днк pbmc-gag(a)mod для экспрессии белка gag вируса иммунодефицита человека в эукариотических клетках
Kebabçıoğlu et al. Next Generation Vaccines
Kharisma et al. A bioinformatics approach to design a novel epitope-based vaccine against Simian Immunodeficiency Virus (Retroviridae: Lentivirus)
McKee et al. Durable cytotoxic immune responses against gp120 elicited by recombinant SV40 vectors encoding HIV-1 gp120±IL-15
Liew Oi Leng et al. Vaccines for contagious diseases

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191226