Production, purification and characterization of recombinant human antithrombin III by Saccharomyces cerevisiae

Background: Antithrombin III (ATIII) is a protein that inhibits abnormal blood clots (or coagulation) by breaking down thrombin and factor Xa. ATIII helps to keep a healthy balance between hemorrhage and coagulation. The present work demonstrated the production, purification and characterization of recombinant human antithrombin (rhAT) from yeast Saccharomyces cerevisiae BY4741 was demonstrated. After expression of rhAT by S. cerevisiae, the biomass and rhAT concentration were analyzed through fed-batch fermentation process. Results: In fed-batch fermentation, the biomass (maximum cell dry weight of 11.2 g/L) and rhAT concentration (312 mg/L) of the expressed rhAT were achieved at 84 h of cultivation time. The maximum cell lysis efficiency (99.89%) was found at 8 s sonication pulse and 7 mL lysis buffer volume. The rhAT protein solution was concentrated and partially purified using cross-flow filtration with the recovery yield and purity of 95 and 94%, respectively. The concentrated solution was further purified by the single step ion exchange chromatography with the recovery yield and purity of 55 and >98%, respectively. The purified rhAT was characterized by various analytical techniques, such as RP-HPLC, FT-IR, CD, SDS-PAGE, western blotting, and Liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) analysis. The biological activity of rhAT was analyzed as heparin cofactor to meet the therapeutic grade applications. Conclusions: The simple, cost-effective and economically viable nature of the process used in the present study for the production of rhAT will be highly beneficial for the healthcare sector. This may also be used to produce other value-added therapeutic recombinant proteins expressed in S. cerevisiae, with greater effectiveness and ease.

Dosagem da antitrombina III usando o substrato cromogênico Tos-Gly-Pro-Arg-NAN, em diversas situaçöes patológicas / Antithrombin III dosage using the chromogenic substrate Tos-Gly-Pro-Arg-NAN, in several pathological situations

O uso de método funcional para dosagem de antitrombina III (ATIII) é fundamental para o diagnóstico de deficiência deste inibidor da coagulaçao. OBJETIVO. Padronizar metodologia para dosagem da ATIII no plasma, utilizando-se microplacas, em diferentes situaçoes clínicas. MÉTODOS. A dosagem de ATIII foi feita utilizando-se o substrato cromogênico Tos-Gly-Pro-Arg-NAN, específico para trombina, e sintetizado no Departamento de Biofísica da Escola Paulista de Medicina. RESULTADOS. Dos 21 pacientes com trombose venosa (TV-P), 20 apresentaram valores superiores a 70 por cento (ll3 ñ 22 por cento), dos quais uma paciente de 22 anos apresentava deficiência congênita, com ATIII de 56 por cento e história de TVP recorrente, além de história familiar de TVP. O nível de ATIII em seis pacientes portadores de doença de von Willebrand foi normal (lO9 ñ 28 por cento), como esperado. Em 20 pacientes com insuficiência hepática foi observada reduçao importante do nível de ATIII (42 ñ 19 por cento), pois este inibidor é produzido no hepatócito, sendo bom parâmetro para avaliar a funçao hepática. Os três pacientes portadores de sepse com CIVD apresentaram níveis reduzidos de ATIII (45 + 5 por cento), que é consumida durante processo de ativaçao intravascular da coagulaçao. Os níveis de ATIII mostraram correlaçao significante com o TP e os níveis de fator V, ambos bons parâmetros para avaliaçao da funçao hepática e para monitorizaçao da CIVD. Houve correlaçao significante entre as dosagens realizadas com o substrato Tos-Gly-Pro-Arg-NAN, sintetizado na EPM, e o substrato S-2238 do laboratório Kabi. CONCLUSOES. A medida da ATIII usando substrato cromogênico Gly-Pro-Arg-NAN é de fácil execuçao e é sensível para o diagnóstico da deficiência deste inibidor em pacientes com insuficiência heopática, coagulaçao intravascular disseminada e trombofilia.

Estados protrombóticos e isquemia cerebral / Prothorombotic states and brain ischemia

Los estados protombóticos con condiciones patológicas que favorecen la trombosis arterial o venosa. La asociación entre deficiencia de anticoagulantes naturales (antitrombina III, proteína C o S) es isquemia cerebral es controvertida, Informes recientes demuestran una mayor frecuencia de eventos vasculares cerebrales de tipo venoso, sin embargo, en los últimos años se han estudiado series de pacientes con infarto cerebral de tipo arterial a estados protrombóticos. Los estados protrombóticos pueden ser parimarios (hereditarios) o secundarios (adquiridos). La principal deficiencia de anticoagulantes naturales asociada a isquemia cerebral es la deficiencia de proteína S, seguida por la deficiencia de proteína C y finalmente de la antitrombina III. Estas deficiencias pueden estar asociadas o no a factores de riesgo menores (tabaquismo, prolapso de valvula mitral) en el desarrollo de infarto cerebral de tipo arterial en sujetos jóvenes. El papel definitivo de los estados protrombóticos como factor etiológico del infarto cerebral no está establecido, y la realización de estudios prospectivos y controlados en pacientes seleccionados dará mayor información al respecto.