350 rub
Journal №7 for 2010 г.
Article in number:
Thyroxine-binding proteins: characterization and modern methods of chromatographic separation and purification
Keywords: thyroxine-binding proteins affinity chromatography affinity type adsorbents
Authors:
E.G. Polenok, P.V. Kuznetsov, S.F. Zinchuk
Abstract:
In the review the modern data about transport proteins of thyroid hormones are represented. The characteristic of high affinity (thyroxine-binding globulin and its variants), middle affinity (transthyretin, apolipoprotein А-I, IgМ) and low affinity (albumin, majority apolipoproteins, IgG, IgA) thyroxine-binding proteins is given. The different variants of separation and purification of thyroxine-binding proteins by affinity chromatography are considered. The most perspective adsorbents for affinity purification of thyroxine-binding proteins are epoxy-activated adsorbents of affinity type.
Pages: 3-14
References
  1. Ажицкий А.Ю., Троицкий Г.В., Малый К.Д. Степень микрогетерогенности сывороточного альбумина человека и изучение способности его отдельных фракций связывать гемин // Биохимия. 1976. Т. 41. Вып. 4. С. 597-603.
  2. Азимова Ш.С., Гулямова Т.Г., Абдукаримов А. О природе внутриклеточного рецептора тиреоидных гормонов // Проблемы эндокринологии. 1982. № 3. С. 65-69.
  3. Азимова Ш.С., Петров О.С., Абдукаримов А. О природе рецепторов тиреоидных гормонов. Роль тироксинсвязывающего преальбумина сыворотки крови в реализации гормонального эффекта // Биохимия. 1985. Т. 50. № 1. С. 114-121.
  4. Аффинная хроматография. Методы / под ред. П. Дин, У. Джонсон, Ф. Мидл. М.: Мир. 1988. 279 с.
  5. Бондарь В.С., Пуртов К.В., Пузырь А.П. Высокоэффективные технологии выделения и очистки белков на основе лигандного обмена и детонационных наноалмазов // Очерки экологической биофизики. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2003. С. 212-230.
  6. Бондарь В.С., Пуртов К.В., Пузырь А.П. Лигандообменное разделение белков - новый метод для белковой химии // Доклады Академии наук. 2005. Т. 403. № 4. С. 546-550.
  7. Возлян П.А., Холодова Ю.Д. Структурная организация липопротеинов плазмы крови и их взаимодействие с клеткой // Укр. биохим. журн. 1989. Т. 61. № 3. С. 22-41.
  8. Высокоэффективная жидкостная хроматография в биохимии / под ред. А. Хеншен, К.П. Хупе, Ф. Лотшпайх и др. М.: Мир. 1988. С. 223-249.
  9. Галаев И.Ю. Новые методы очистки белков. Афинная ультрафильтрация // Биохимия. 1999 Т. 64. Вып. 8. С. 1013-1021.
  10. Галаев И.Ю., Маттиассон Б. Новые методы очистки белков. Афинная ультрафильтрация // Биохимия. 1997 Т. 62. Вып. 6. С. 669-677.
  11. Иванина Т.А., Лященко Ю.Н., Алешкин В.А. Транстиретин. Физико-химические свойства и биологическая роль в организме человека // Клиническая медицина. 1993. № 4. С. 15-21.
  12. Иммунология. Методы исследований / под ред. И. Лерковитса, Б. Перниса. М.: Мир. 1983. 528 с.
  13. Иммунологические методы / под ред. Г. Фримеля. М.: Медицина. 1987. С. 390-413.
  14. Ермоленко М.Н., Свиридов О.В. Взаимодействие тиреоидных гормонов с иммуноглобулинами, выделенными из сыворотки крови человека. II. Структурные элементы и локализация тироксинсвязывающего участка в молекуле иммуноглобулина М // Биохимия. 1994. Т. 59. № 1. С. 88-95.
  15. Ермоленко М.Н., Свиридов О.В., Стрельчёнок О.А. Сравнительная характеристика молекулярной разновидности тироксинсвязывающего глобулина человека // Биохимия. 1985. Т. 50. Вып. 12. С. 1997-2002.
  16. Карпыза Е.И., Киклевич И.Е., Ермоленко М.Н. и др. Стимулирующее и ингибирующее действие индивидуальных транспортных белков сыворотки крови на связывание тиреоидных гормонов с плазматическими мембранами плаценты человека // Биохимия. 1993. Т. 58. Вып. 2. С. 285-295.
  17. Кузнецов П.В., Поленок Е.Г., Зинчук С.Ф. и др. Полимерные адсорбенты афинного типа в исследовании физиологически активных веществ. XIII. К проблеме синтеза адсорбентов на основе бисэпоксида этиленгликоля // Вестник РАЕН (ЗСО). 1999. Вып. 2. С. 60-62.
  18. Кузнецов П.В., Энгельман Е.В. Афинная хроматография в XXI веке: ключевые приоритеты стратегии и тактики // Вопросы биол., мед. и фарм. химии. 2000. № 4. С. 3-9.
  19. Кузнецов П.В. Эпоксиактивированные адсорбенты аффинного типа в исследовании физиологически активных веществ / Кемерово: Кузбассвузиздат. 2002. 104 с.
  20. Лапко А.Г., Головатый А.С., Ермоленко М.Н., Милютин А.А. Тироксинсвязывающий глобулин как маркер воздействия на организм неблагоприятных факторов внешней среды // Бюлл. эксперимент. биол. и медицины. 2000. Т. 129. № 2. С. 163-167.
  21. Лопатин С.А., Варламов В.П., Даванков В.А. Лигандообменная хроматография белков и ферментов // Биоорганическая химия. 1990. Т. 16. № 6. С. 725-750.
  22. Платонова Н.М., Молашенко Н.В., Свириденко Н.Ю., Сердюк С.Е. Индуцированные амиодароном нарушения функции щитовидной железы (патогенез, диагностика, лечение) // Реф. сборник клинической эндокрин. 2003. № 2. С. 1-14.
  23. Поленок Е.Г., Кузнецов П.В. Полимерные адсорбенты афинного типа в исследовании физиологически активных веществ. XVIII. О перспективах конструирования адсорбентов с йодосодержащими салицилатными и п-аминобензоатными лигандами для афинной хроматографии белков сыворотки крови человека // Вестник РАЕН (ЗСО). 2002. Вып. 5. С. 98-104.
  24. Поленок Е.Г., Кузнецов П.В. Полимерные адсорбенты афинного типа в исследовании физиологически активных веществ. XX. Синтез и применение йодопроизводных фенолфталеина и тирозина в афинной хроматографии белков сыворотки крови человека // Хим. - фарм. журнал. 2003. № 12. С. 38-40.
  25. Поленок Е.Г., Кузнецов П.В. Полимерные адсорбенты афинного типа в исследовании физиологически активных веществ. XIX. Синтез эпоксиадсорбентов с йодпроизводными некоторых лекарственных веществ в качестве лигандов для афинной хроматографии белков сыворотки крови человека // Вопросы биол., мед. и фарм. химии. 2004. № 1. С. 51-55.
  26. Рачев Р.Р., Ещенко Н.Д. Тиреоидные гормоны и субклеточные структуры. М.: Медицина. 1975. 294 с.
  27. Ригетти П. Изоэлектрическое фокусирование. Теория, методы и применение. М.: Мир. 1986. 398 с.
  28. Саатов Т.С., Яковлева Н.Н. Выделение и характеристика мембранного рецептора тироксина // Вопр. мед. химии. 1994. № 6. С. 10-13.
  29. Свиридов О.В., Ермоленко М.Н., Стрельчёнок О.А. Новые аспекты выделения и очистки тироксинсвязывающего глобулина из биологических жидкостей человека // Биохимия. 1989. Т. 54. Вып. 3. С. 495-502.
  30. Свиридов О.В., Ермоленко М.Н., Пышко Е.С. и др. Афинная хроматография тироксинсвязывающих белков сыворотки крови человека // Биохимия. 1990. Т. 55. Вып. 2. С. 329-337.
  31. Свиридов О.В., Пышко Е.С., Ермоленко М.Н. и др. Специфическое связывание иодтиранинов с аполипротеинами А1 в составе липопротеидных частиц высокой плотности, выделенных из сыворотки человека афинной хроматографией на тироксин-сефарозе // Биохимия. 1990. Т. 55. Вып. 11. С. 2002-2010.
  32. Свиридов О.В., Пышко Е.С., Ермоленко М.Н. и др. Выделение, идентификация и свойства нового тироксинсвязывающего белка - аполипротеина А1 сыворотки крови человека // Биохимия. 1991. Т. 56. Вып. 12. С. 2281-2296.
  33. Свиридов О.В., Ермоленко М.Н., Карпыза Е.И. Тироксин-связывающий иммуноглобулин М, выделенный из сыворотки крови человека: аутоантитело или нормальный транспортный белок // Иммунология. 1992. № 4. С. 15-17.
  34. Свиридов О.В. Структурные и функциональные аспекты многокомпонентной системы белков, связывающих тиреоидные гормоны в плазме крови человека // Успехи совр. биол. 1994. Т. 114. Вып. 4. С. 492-512.
  35. Свиридов О.В. Белки, связывающие тиреоидные гормоны и их физиологическая роль // Проблемы эндокринологии. 1994. № 6. С. 57-63.
  36. Свиридов О.В. Новое свойство известных белков: специфическое связывание тиреоидных гормонов аполипротеинами плазмы человека // Биохимия. 1994. Т. 59. Вып. 5. С. 625-638.
  37. Свиридов О.В., Ермоленко М.Н. Взаимодействие тиреоидных гормонов с иммуноглобулинами, выделенными из сыворотки крови человека. I. Параметры комплексообразования и природа реакции связывания // Биохимия. 1994. Т. 54. Вып. 1. С. 78-87.
  38. Селезнёв Е.Ф., Криков В.И. Влияние лекарственных веществ на показатели функции эндокринных желез // Проблемы эндокринологии. 1987. № 2. С. 43-49.
  39. Соркина Д.А. Структурные аспекты транспортной функции сывороточного альбумина // Вопр. мед. химии. 1988. Т. 34. № 2. С. 8-16.
  40. Творогова М.Г., Титов В.Н. Аполипопротеины крови, диагностическое значение и методы определения // Клин. лаб. диагностика. 1993. № 2. С. 4-10.
  41. Трапкова А.А., Верещагина Г.В. Рецепторы тиреоидных гормонов // Проблемы эндокринологии. 1984. № 4. С. 76-80.
  42. Туракулов Я.Х. Биохимия и патохимия щитовидной железы. Ташкент.: 1963. 404 с.
  43. Туракулов Я.Х. Обмен йода и тиреоидные гормоны в норме и при патологии // Проблемы эндокринологии. 1986. № 5. С. 78-85.
  44. Туракулов Я.Х., Саатов Т.С., Гулямова Ф.Я. Мембранная рецепция тиреоидных гормонов // Биохимия. 1991. Т. 56. Вып. 5. С. 839-845.
  45. Туркова Я. Аффинная хроматография. М.: Мир. 1980. 472 с.
  46. Ahmed A.E., Whaley K. Purification of plasma protein that inhibits complement-mediated prevention of immune precipitation // Immunology. 1988. V. 64. № 1. P. 45-50.
  47. Andersson L., Sulkowski E., Porath J. Immobilized metal ion affinity chromatography of serum albumins // Bioseparation. 1991. V. 2. № 1. P. 15-22.
  48. Bartalena S., Robbins J. Thyroid hormone transport proteins // Clinics In Laboratory Medicine. 1993. V. 13. № 3. P. 583-598.
  49. Benvenga S., Gregg R.E., Robbins J. Binding of thyroid hormones to human plasma lipoproteins // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1988. V. 67. № 1. P. 6-16.
  50. Benvenga S., Cahnmann H.J., Gregg R.E. et al. Characterization of the binding of thyroxine to high density lipoproteins and apolipoprotein A1 // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1989. V. 68. № 6. P. 1067-1072.
  51. Benvenga S., Robbins J. Enhancement of thyroxine entry into low density lipoprotein (LDL) receptor-competent fibroblasts by LDL: an additional mode of entry of thyroxine into cells // Endocrinology. 1990. V. 126. № 2. P. 933-941.
  52. Benvenga S., Cahnmann H.J., Rader D. et al. Thyroxine bilding to the apolipoproteins of high density density lipoproteins HDL2 and HDL3 // Endocrinology. 1992. V. 131. № 6. P. 2805-2811.
  53. van den Berg K.J. Interaction of chlorinated phenols with thyroxine binding sites of human transthyretin, albumin and thyroid binding globulin // Chem. Biol. Interact. 1990. V. 76. № 1. P. 63-75.
  54. Birkenmeier G., Ehrlich U., Kopperschlager G. et al. Partition of purified human thyroxine-binding globulin in aqueous two-phase systems in response to reactive dyes // J. Chromatogr. 1986. V. 360. № 1. P. 193-201.
  55. Birkenmeier G., Kopperschlager G. Interaction of the dye Remazol Yellow GGL to prealbumin and albumin studied by affinity phase partition, difference spectroscopy and equilibrium dialysis // Mol. Cell. Biochem. 1987. V. 73. № 2. P. 99-110.
  56. Bueno S.M.A., Haupt K., Vijayalakshmi M.A. Separation of IgG from human serum by pseudobioaffinity chromatography using immobilized L-histidine in hollow fiber membranes // J. Chromatogr. B. 1995. V. 667. P. 57-67.
  57. Burgess-Cassler A., Johansen J.J., Kendrick N. Immunodepletion of albumin from human serum samples // Clin. Chim. Acta. 1989. V. 183. №. 3. P. 359-366.
  58. Burnouf T., Radosevich M. Affinity chromatography in the industrial purification of plasma proteins for therapeutic use // J. Biochem. Biophys. Methods. 2001. V. 49. № 1-3. P. 575-86.
  59. Chen C.H., Lee W.C. Affinity chromatography of proteins on non-porous copolymerized particles of styrene, methyl methacrylate and glycidyl methacrylate // J Chromatogr A. 2001. V. 921. № 1. P. 31-7.
  60. Denizli A., Arica M.Y. Protein A-immobilazed microporous polyhydroxyethyl methacrylate affinity membranes for selrctive sorption of human-immunoglobulin-G from human plasma // J. Biomater. Sci. 2000. V. 11. P. 2000-2007.
  61. Fassina G., Ruvo M., Palombo G. et al. Novel ligands for the affinity-chromatographic purification of antibodies // J. Biochem. Biophys. Methods. 2001. V. 49. № 1-3. P. 481-490.
  62. Gaberc-Porekar V., Menart V. Perspective of immobilized-metal affinity chromatography // J. Biochem. Biophys. Methods. 2001. V. 49. № 1-3. P. 335-360.
  63. Ghiggiri G.M., Candiano G., Delfino G. et al. Highly selective one-step chromatography of serum and urinary albumin on immobilized Cibacron Blue F3GA // Clin. Chim. Acta. 1985. V. 145. № 2. P. 205-211.
  64. Grimaldi S., Bartalena L., Carlini F. et al. Purification and partial characterization of a novel thyroxine-binding protein (27 K protein) from human plasma // Endocrinology. 1986. V. 118. № 6. P. 2362-2369.
  65. Hage D.S. Affinity chromatography: a review of clinical applications // Clin.Chem. 1999. V. 45. № 5. P. 593-615.
  66. Hashizume K., Sakurai A., Miyamoto T. et al. Effect of thyroxine-binding globulin (TBG) on thyroxine (T4) uptake by human peripheral mononuclear cells: evidence of TBG-dependent uptake of T4 // Endocrinol-Jpn. 1986. V. 33. № 5. P. 665-74.
  67. Haupt K., Bueno S.M.A., Vijiayalakshmi M.A. Interaction of human immunoglobulin G with L-histidine, immobilized onto poly ethylene vinyl alcohol hollow fiber membranes // J Chromatogr B. 1995. V. 674. P. 13-21.
  68. Kabir S. Immunoglobylin purification by affinity chromatography using protein A mimetic ligands prepared by combinatorial chemical synthesis // Immunol. Invest. 2002. V. 31. № 3-4. P. 263-278.
  69. Kagedal B., Kallberg M. An improved procedure for isolation of thyroxine-binding globylin from human pregnancy serum // Clin. Chim. Acta. 1977. V. 78. № 1. P. 103-111.
  70. Kamikubo K., Sakata S., Nakamura S. et al. Thyroxine binding to human serum albumin immobilazed on sepharose and effects of nonprotein albymin-binding plasma constituents // J. Protein Chem. 1990. V. 9. № 4. P. 461-465.
  71. Latham K.R., Apriletti J.W., Eberhardt N.L. et al. Development of support matrices for affinity chromatography of thyroid hormone receptors // J. Biol. Chem. 1981. V. 256. № 23. P. 12088-12093.
  72. Li R.X., Dowd V., Stewart D.J. et al. Design, synthesis and application of a protein A mimetic // Nat Biotechnol. 1998. V. 16. P. 190-195.
  73. Liu R., Enstrom A.M., Lam K.S. Combinatorial peptide Library methods for immunobiology research // Exp. Hematol. 2003. V. 31. № 1. P. 11-30.
  74. Loun B., Hage D.S. Characterization of thyroxine-albumin binding using high-performance affinity chromatography. I. Interactions at the warfarin and indole sites of albumin // J. Chromatogr. 1992. V. 579. № 2. P. 225-235.
  75. Lowe C.R. Combinatorial approaches to affinity chromatography // Curr. Opin. Chem. Biol. 2001. V. 5. № 3. P. 248-256.
  76. Lowe C.R., Lowe A.R., Gupta G. New developments in affinity chromatography with potential application in the production of biopharmaceuticals // J. Biochem. Biophys. Methods. 2001. V. 49. № 1-3. P. 561-74.
  77. Luo Q., Zou H., Zhang Q. et al. High-performance affinity chromatography with immobilization of protein A and L-histidine on moldel monolith // Biotechnol. Bioeng. 2002. V. 80. № 5. P. 481-489.
  78. Mendel C.M., Weisiger R.A., Jones A.L. et al. Thyroid hormone-binding proteins in plasma facilitate uniform distribution of thyroxine within tissues: a perfused rat liver study // Endocrinology. 1987. 120. № 5. P. 1742-1749.
  79. Morrill P.R., Gupta G., Sproule K. et al. Rational combinatorial chemistry-based selection, synthesis and evaluation of an affinity adsorbent for recombinant human clotting factor VII // J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 2002. V. 774. № 1. P. 1-15.
  80. Munro S.L., Lim C.F., Hall J.G. et al. Drug competition for thyroxine binding to transthyretin (prealbumin): comparison with effects on thyroxine-binding globulin // J. Clin. Endocrinol. Metab. 1989. V. 68. № 6. P. 1141-1147.
  81. Pardridge W.M. Plasma protein-medieted transport of steroid and thyroid hormones // Americ. J. Physiol. 1987. V. 252. № 2. 157-164.
  82. Pensky J., Marshall J.S. Studies on thyroxine binding globulin (TBG). II. Separation from human serum by affinity chromatography // Archives of biochem. and biophisics. 1969. V. 135. P. 304-310.
  83. Porath J. Immobilized metal ion affinity chromatography // Protein Expr. Purif. 1992. V. 3. № 4. P. 263-281.
  84. Qishan L., Tiaskeng S., Guoquan L. et al. Purification of thransthyretin by high perfomance affinity chromatography from human plasma // Prep. Biochem. and Biotechnol. 1996. V. 26. № 3-4. P. 245-257.
  85. Rao G.S., Rao M.L., Quednau H.D. et al. Futher evidence for the presence of thyroxine binding globulin-like protein in human breast adipose tissue. Deiodination of thyroxine and triiodothyronine by the microsomal fraction // J. Ednocrinol. Invest. 1985. V. 8. № 6. P. 501-506.
  86. Regnault V., Rivat C., Vallar L. et al. Dye-affinity purification of transthyretin from unexploited by-product of human plasma chromatographic fractionation // J. Chromatogr. 1992. V. 576. № 1. P. 87-93.
  87. Regnault V., Rivat C., Vallar L. et al. Purification of biologically active human plasma transthyretin by dye-affinity chromatography // J. Chromatogr. 1992. V. 584. № 1. P. 93-99.
  88. Rickenbacher U., McKinney J.D., Datley S.S. et al. Structurally specific binding of halogenated biphenyls to thyroxine transport protein // J. Med. Chem. 1986. V. 29. № 5. P. 641-648.
  89. Robbins J. Thyroxine transport and the free hormone hypothesis // Endocrinology. 1992. V. 131. № 2. P. 546-547.
  90. Ruckenstein E., Zeng X.F. Albumin separation with Cibacron Blue carrying macroporous chitosan and chitin affinity membranes // J Membr Sci. 1998. V. 142. P. 13-26.
  91. Sand G., Glinoer D. Comparison of human thyroxine-binding globulin purification by affinity chromatography procedures // Biochim. Biophys. Acta. 1983. V. 742. № 2. P. 303-309.
  92. Sproule K., Morrill P., Pearson J.C. et al. New strategy for the design of ligands for the purification of pharmaceutical proteins by affinity chromatography // J. Chromatogr. B Biomed. Sci. Appl. 2000. V. 740. № 1. P. 17-33.
  93. Sundberg L., Porath J. Preparation of adsorbents for biospecific affinity chromatography // J. Chromatogr. 1974. V. 90. P. 87-98.
  94. Teng S.F., Sproule K., Husain A. et al. Affinity chromatography on immobilized biomimetic ligands. Synthesis, immobilization and chromatographic assessment of an immunoglobulin G-binding ligand // J. Chromatogr. B. Biomed. Sci. Appl. 2000. V. 740. № 1. P. 1-15.
  95. Terasaki T., Pardridge W.M. Differential binding of thyroxine and triiodthyronine to acidic isoforms of thyroid hormone binding globulin in human serum // Biochemistry. 1988. V. 27. № 10. P. 3624-3628.
  96. Tishchenko G., Dybal J., Meszarosova K. Purification of the specific immunoglobulin G1 by immobilized metal ion affinity chromatography using nickel complexes of chelating porous and nonporous polymeric sorbents based on poly (methacrylic esters). Effect of polymer structure // J. Chromatogr. A. 2002. V. 954. № 1-2. 115-126.
  97. Verdoliva A., Pannone F., Rossi M. et al. Affinity purification of polyclonal antibodies using a new all-D synthetic peptide ligand: comparison with protein A and protein G // J. Immunol. Methods. 2002. V. 271. № 1-2. P. 77-88.
  98. Wolman F.J., Smolko E.E., Cascone O., Grasselli M. Improved hollow-fibre membranes for dye-affinity chromatography // J. Sep. Sci. 2005. V. 28. № 1. P. 45-51.