We scaled up a covalent immobilization system of urokinase to the activated Sepharose and used it repeatedly to cleava a fusion protein consisting of human growth hormone and GST fragment. After scale up from 6 ml to 250 ml. the column system still demonstrated basically the same performance in terms of urokinase immobilization and fusion protein cleavage. When the column was washed with 6 M guanidine HCI after the cleavage reaction, the immobilized urokinase showed no activity probably becasue it was fully unfoled. However, as the denaturant was gradually removed from the column the immobilized urokinase fully regained its bioactivity, which indicated it was properly refolded into is natie conformation as covalently attached to the solid matrix. After 20 cycles of this solid-phase unfolding/refolding. the immobilized urokinase maintained approx. 80% of the initial bioactivity. This method provides and efficient protocol to apply the solid-phase refolding technique to improve the longevity of immobilized enzyme columns.
To avoid the intrinsic problem of aggregation associated with the traditional solution-phase refolding process, we propose a solid-phase refolding method integrated with expanded bed adsorption chromatography. The model protein used was a fusion protein of recombinant human growth hormone and a glutathione S transferase fragment. It was demonstrated that the EBA-mediated refolding technique could simultaneously remove cellular debris and directly renature the fusion protein inclusion bodies in the cell homogenate with much higher yields and less agregation. To demonstrate the applicability of the method, we successfully tested the three representative types of starting materials, i. e., rhGH monomer, washed inclusion bodies, and the E. coli homogenate. This direct and simplified refolding process could also reduce the number of renaturation steps required and allow refolding at a higher concentration, at approximately 2 mg fusion protein per ml of resin. To the best of our knowledge, it is the first approach that has combined the solid-phase refolding method with expanded bed chromatography.
Kim, Min Young;Suh, Chang Woo;Kim, Chang Sung;Jo, Tae Hoon;Park, Sang Joong;Choi, Won Chan;Lee, Eun Kyu
Korean Chemical Engineering Research
/
v.43
no.2
/
pp.187-201
/
2005
Bioprocessing technologies utilizing 'biorecognition' between a solid matrix and a protein is being widely experimented as a means to replacing the conventional, solution-based technology. Frequently the matrices are chromatographic resins with specific functional groups exposed outside. Since the reactions of and interactions with the proteins occur as they are attached to the solid matrix, this 'solid-phase' processing has distinct advantages over the solution-phase technology. Solid-phase refolding of inclusion body proteins uses ion exchange resins to adsorb denaturant-dissolved inclusion body. As the denaturant is slowly removed from the micromoiety around the protein, it is refolded into a native, three-dimensional structure. Once the refolding is complete, the folded protein can be eluted by a conventional elution technique such as the salt-gradient. This concept was successfully extended to 'EBA (expanded bed adsorption)-mediated refolding,' in which the denaturant-dissolved inclusion body in whole cell homogenate is adsorbed to a Streamline resin while cell debris and other impurity proteins are removed by the EBA action. The adsorbed protein follows the same refolding steps. This solid-phase refolding process shows the potential to improve the refolding yield, reduce the number of processing steps and the processing volume and time, and thus improve the overall process economics significantly. In this paper, the experimental results of the solid-phase refolding technology applied to several biopharmaceutical proteins of various types are presented.
Park Sang Joong;Ryu Kang;Suh Chang Woo;Chai Young Gyu;Kwon Oh Byung;Park Seung Kook;Lee Eun Kyu
Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
/
v.7
no.1
/
pp.1-5
/
2002
A fusion protein, consisting of a human epidermal growth factor (hEGF) as the recognition domain and human angiogenin as the toxin domain, can be used as a targeted therapeutic against breast cancer cells among others. The fusion protein was expressed as inclusion body in recombinant E. coli, and when the conventional, solution-phase refolding process was used the refolding yield was very low due to severe aggregation. It was probably because of the opposite electric charge at a neutral pH resulting from the vastly different pI values of each domain. The solid-phase refolding process that exploited the ionic interactions between ionic exchanger surface and the fusion protein was tried, but the adsorption yield was also very low, below $ 30\%$, regardless of the resins and pH conditions used. Therefore, to provide a higher ionic affinity toward the solid matrix, six lysine residues were tagged to the N-terminus of the hEGF domain. When heparin-Sepharose was used as the matrix, the adsorption capacity increased 2.5-3 times to about $88\%$. Besides the intrinsic affinity of angiogenin to heparin, the poly-lysine tag provided additional ionic affinity. And the subsequent refolding yield increased nearly 13-fold, from ca. $4.8\%$ in the conventional refolding of the untagged fusion protein to $63.6\%$. The process was highly reproducible. The refolded protein in the column eluate retained RNase bioactivity of angiogenin.
‘LK (lipoprotein kringle) 68’is a polypeptide of a modified ansiostatin consisting of three kringle structures that might be clinically useful as a potential cancer therapeutics. It can be produced by overexpressing it as inclusion body in recombinant E. coli. In this study, solid-phase refolding processes using packed bed adsorption (PBA) and expanded bed adsorption (EBA) column were carried out to compare their refolding yields with that of the conventional, solution-phase refolding process, For the solution-phase and the PBA-mediated processes employing Q-Sepharose, washed inclusion body was used as the starting material, whereas both washed inclusion body and E. coli homogenate were used for the EBA-mediated process employing streamline DEAE. On the final recovery LK68 per unit mass of wet cell basis, the EBA- and PBA-mediated processes showed about 2.7- and 1.5-fold higher yields, respectively, than the solution-phase refolding method. The solid-phase refolded LK68 demonstrated the same Iysine binding bioactivity and the retention time in the RP-and SEC-HPLC as those of the native protein.
Solid-phase refolding of immobilized proteins can be an effective way to reuse an immobilized enzyme column. Oriented immobilization methods are known to provide higher activity of the immobilized enzymes. In this study, using recombinant EK (enterokinase) as a model enzyme and a fusion protein, that consisted of recombinant human growth hormone and six His tag that was linked by the peptide of EK-specific recognition sequence, as a model substrate, we evaluated two oriented immobilization methods, i. e., reductive alkylation of N-terminus ${\alpha}$-amine and affinity interaction between poly-histidine tag and Ni-NTA (nickel-nitrilotriacetic acid). The immobilization yield, activity and cleavage of the immobilized enzymes, and the yield of solid-phase refolding were compared. The Ni affinity immobilization and the covalent immobilization yields were about 100% and 65%, respectively. But the specific activities were the same, about 50% of that of the soluble enzyme. The cleavage rate by the covalently immobilized EK was higher than the soluble enzyme and the side reaction of cryptic cleavage was significantly decreased. Covalently immobilized EK showed almost 100% refolding yield but the affinity immobilized EK showed only 70% yield, which suggested the covalent conjugation provided more rigid ‘reference structure’ for the solid-phase refolding. The monomeric hGH could be easily obtained by capturing the cleaved poly Histidine tag by the Ni affinity column.
Park, Sang-Joong;Ryu, Kang;Chai, Young-Gyu;Kweon, Oh-Byung;Park, Seung-Kook;Lee, Eun-Kyu
한국생물공학회:학술대회논문집
/
2001.11a
/
pp.197-203
/
2001
A fusion protein, consisting of human epidermal growth factor as a recognition domain and human angiogenin as a toxin domain, can be used as a targeted therapeutic against breast cancer cells among others. The fusion protein was expressed as inclusion body in recombinant E. coli, and when the conventional, solution-phase refolding process was used the refolding yield was very low due to severe aggregation, probably due to the opposite surface charge due to vastly different pI values of each domain. Solid-phase refolding process exploiting ionic interactions between the solid matrix and the protein was tried, but the ionic binding yield was very low regardless of the resins and pH conditions used. To provide higher affinity toward the solid matrix, six lysine residues were tagged to the N -terminus of the hEGF domain When the cation exchange resins such as heparin- or CM-Sepharose were used as the matrix, the adsorption capacity increased 2.5-3 times and the subsequent refolding yield increased nearly IS times compared to the conventional process.
We scaled up a covalent immobilization system of urokinase to the activated Sepharose and used it repeatedly to cleave a fusion protein consisting of human growth hormone and GST fragment. After scale up from 6 ml to 250 ml, the column system still demonstrated basically the same performance in terms of urokinase immobilization and fusion protein cleavage. When the column was washed with 6M guanidine HCl after the cleavage reaction. the immobilized urokinase showed no activity probably because it was fully unfolded. However. as the denaturant was gradually removed from the column the immobilized urokinase fully regained its bioactivity. which indicated it was properly refolded into its native conformation as covalently attached to the solid matrix. After 20 cycles of this 'solid-phase unfolding/refolding', the immobilized urokinase maintained approx. 80% of the initial bioactivity. This method provides an efficient protocol to apply the solid-phase refolding technique to improve the longevity of immobilized enzyme columns.
Park, Sang-Joong;Ryu, Kang;Suh, Chang-Woo;Chai, Young-Gyu;Kwon, Oh-Byung;Park, Seung-Kook;Lee, Eun-Kyu
KSBB Journal
/
v.17
no.2
/
pp.153-157
/
2002
A fusion protein, consisting of a human epidermal growth factor as the recognition domain and human angiogenin as the toxin domain, can be used as a targeted therapeutic against breast cancer cells among others. The fusion protein was expressed as an inclusion body in recombinant E. coli, yet when the conventional solution-phase refolding process was used the refolding yield was very low due to severe aggregation, probably because of the opposite surface charge resulting from the vastly different pl values of each domain. Accordingly the solid-phase refolding process, which exploits the ionic interactions between a solid matrix and the protein, was tried, however the ionic binding yield was also very low regardless of the resins and pH conditions used. Therefore, to provide a higher affinity toward the solid matrix, six Iysine residues were tagged to the N-terminus of the hEGF domain. When cation exchange resins, such as heparin- or CM-Sepharose, were used as the matrix, the adsorption capacity increased 2.5~3-fold and the subsequent refolding yield increased nearly 15-fold compared to the conventional process. A similat result was also obtained when an Ni-NTA metal affinity resin was used.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.