vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2019-55-2-182-187vestich-389Research ArticleБИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯBIOORGANIC CHEMISTRYМолекулярное клонирование, гетерологическая экспрессия и получение соматотропина человекаMolecular cloning, heterological expression and production of the human growth hormoneГорькаваяА. М.GorkavayaA. M.

Горькавая Анна Михайловна – науч. сотрудник

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Anna M. Gorkavaya – Researcher

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

annagorkavaya@gmail.comГилепА. А.GilepA. A.

Гилеп Андрей Александрович – канд. хим. наук, вед. науч. сотрудник

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Andrei A. Gilep – Ph. D. (Chemistry), Leading researcher

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

agilep@iboch.byСергеевГ. В.SergeevG. V.

Сергеев Геннадий Валерьевич – канд. хим. наук, зав. лаб.

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск

Gennady V. Sergeev – Ph. D. (Chemistry), Head of the laboratory

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

gvserg@iboch.byИнститут биоорганической химии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Bioorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus201929062019552182187Copyright © Горькавая А.М., Гилеп А.А., Сергеев Г.В., 20192019Горькавая А.М., Гилеп А.А., Сергеев Г.В.Gorkavaya A.M., Gilep A.A., Sergeev G.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/389

Соматотропин – гормон пептидной природы, синтезирующийся в передней доле гипофиза и усиливающий пролиферацию клеток и рост организма. В результате проведенного исследования разработана конструкция для периплазматической экспрессии рекомбинантного соматотропина человека на основе плазмиды pNic, подобраны условия для периплазматической бактериальной экспрессии (42 ч, 30 °С), способы выделения и очистки препарата целевого белка, не содержащего гистидинового кластера. Получен препарат целевого белка высокой степени очистки и соответствующего природному по молекулярной массе (MW 22301,9 Да). Общее количество полученного рекомбинантного соматотропина человека составило 2,85 мг на литр среды.

Growth hormone (GH) is a polypeptide produced in the anterior pituitary lobe that triggers different biochemical pathways and increases cell proliferation and growth. In this work, the pNic based vector for periplasmatic secretion was developed. Recombinant human growth hormone was produced via periplasmatic secretion (42h, 30 °С) followed by several steps of purification. GH obtained does not contain His-tag. Expression level of 2,85 mg per1 literof bacterial culture was achieved.

соматотропинрекомбинантный белокбактериальная экспрессияпериплазматическая экспрессияE.coliGrowth hormonerecombinant proteinbacterial expressionperiplasmatic secretionE.coliReferencesLewis, U. J. Structure and Properties of Members of the hGH Family: A Review / U. J. Lewis, Y. N. Sinha, G. P. Lewis // Endocrine Journal. – 2000. – Vol. 47. – P. 1–8. https://doi.org/10.1507/endocrj.47.supplmarch_s1Lewis U. J., Sinha Y. N, Lewis G. P. Structure and Properties of Members of the hGH Family: A Review. Endocrine Journal, 2000, vol. 47, pp. 1–8. https://doi.org/10.1507/endocrj.47.supplmarch_s1Lindholm, J. Growth hormone: Historical notes / J. Lindholm // Pituitary. – 2006. – Vol. 9, No 1. – P. 5–10. https://doi.org/10.1007/s11102-006-7557-4Lindholm J. Growth hormone: Historical notes. Pituitary, 2006, vol. 9, no. 1, pp. 5–10. https://doi.org/10.1007/s11102-006-7557-4Growth hormone isoforms and segments/fragments: Molecular structure and laboratory measurement / E. F. De Palo [et al.] // Clinica Chimica Acta. – 2006. – Vol. 364. – P. 67–76. https://doi.org/10.1016/j.cca.2005.06.009De Palo E. F., De Filippis V., Gatti R., Spinella P. Growth hormone isoforms and segments/fragments: Molecular structure and laboratory measurement. Clinica Chimica Acta, 2006, vol. 364, pp. 67–76. https://doi.org/10.1016/j.cca.2005.06.009Dalbey, R. E. Leader peptidase / R. E. Dalbey // Molecular Microbiology. – 1991. – Vol. 5, No 12. – P. 2855–2860. https://doi.org/10.1111/j.1365–2958.1991.tb01844.xDalbey R.E. Leader peptidase. Molecular Microbiology, 1991, vol. 5, no.12, pp. 2855–2860. https://doi.org/10.1111/j.1365–2958.1991.tb01844.xPaetzel, M. Structure and mechanism of Esherichia coli type I signal peptidase / M. Paetzel // Biochim. Biophys. Acta. – 2014. – Vol. 1843. – P 1497–1508.Paetzel M. Structure and mechanism of Esherichia coli type I signal peptidase. Biochimica et Biophysica Acta, 2014, vol. 1843, pp. 1497–1508.Sockolosky, J. T. Periplasmic production via the pET expression system of soluble, bioactive human growth hormone / J. T. Sockolosky, F. C. Szoka // Protein Expression and Purifcation. – 2013. – Vol. 87, No. 2. – P. 129–135. https://doi.org/10.1016/j.pep.2012.11.002Sockolosky J.T., Szoka F. C. Periplasmic production via the pET expression system of soluble, bioactive human growth hormone. Protein Expression and Purifcation, 2013, vol. 87, no. 2, pp. 129–135. https://doi.org/10.1016/j.pep.2012.11.002High-level expression and purifcation of recombinant human growth hormone produced in soluble form in Escherichia coli / Z. Levarski [et al.] // Protein Expression and Purifcation. – 2014. – Vol. 100. – P. 40–47. https://doi.org/10.1016/j.pep.2014.05.003Levarski Z., Šolty´sová A., Krahulec J., Stuchlík S., Turnˇa J. High-level expression and purifcation of recombinant human growth hormone produced in soluble form in Escherichia coli. Protein Expression and Purifcation, 2014, vol. 100, pp. 40–47. https://doi.org/10.1016/j.pep.2014.05.003Chang C. N., Rey M., Bochner B., Heyneker H., Gray G. High-level secretion of human growth hormone by Escherichia coli / C. N. Chang [et al.] // Gene. – 1987 – Vol. 55, No 2–3. – P. 189–196. https://doi.org/10.1016/0378-1119(87)90279-4Chang C. N., Rey M., Bochner B., Heyneker H., Gray G. High-level secretion of human growth hormone by Escherichia coli. Gene, 1987, vol. 55, no. 2–3, pp. 189–196. https://doi.org/10.1016/0378-1119(87)90279-4Горькавая, A. M. Молекулярное клонирование, гетерологическая экспрессия и получение рекомбинантного соматотропина G. Gallus / A. M. Горькавая, Г. В. Сергеев, A. A. Гилеп // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2016. – № 2. – P. 76–82.Gorkavaya A. M, Sergeev G. V., Gilep A. A. Molecular cloning, heterological expression and production of the recombinant G. Gallus growth hormone. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya khimichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Chemical Series, 2016, no. 2, pp. 76–82 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.