RU2387715C2 - RECOMBINANT DNA PROVIDING PRODUCTION OF POLYPEPTIDES P6, P7, P8 EXHIBITING PROTECTIVE PROPERTIES AGAINST STREPTOCOCCUS AGALACTIAE AND SELECTIVELY CONNECTING IgA - Google Patents
RECOMBINANT DNA PROVIDING PRODUCTION OF POLYPEPTIDES P6, P7, P8 EXHIBITING PROTECTIVE PROPERTIES AGAINST STREPTOCOCCUS AGALACTIAE AND SELECTIVELY CONNECTING IgA Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387715C2 RU2387715C2 RU2008124926/13A RU2008124926A RU2387715C2 RU 2387715 C2 RU2387715 C2 RU 2387715C2 RU 2008124926/13 A RU2008124926/13 A RU 2008124926/13A RU 2008124926 A RU2008124926 A RU 2008124926A RU 2387715 C2 RU2387715 C2 RU 2387715C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- recombinant
- iga
- polypeptide
- dna
- polypeptides
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области микробиологии и молекулярной генетики и может быть использовано в медицинской промышленности при производстве вакцин против Streptococcus agalactiae. Изобретение также может быть использовано для создания диагностикума по детекции уровня иммуноглобулина A (IgA) в биологических жидкостях и может применяться в иммунохимии в качестве доступных иммунохимических реагентов.The invention relates to the field of microbiology and molecular genetics and can be used in the medical industry in the production of vaccines against Streptococcus agalactiae. The invention can also be used to create a diagnosticum for detecting the level of immunoglobulin A (IgA) in biological fluids and can be used in immunochemistry as available immunochemical reagents.
Streptococcus agalactiae, представитель стрептококков группы В (СГВ), относится к условно-патогенным микроорганизмам, вызывающим тяжелые заболевания человека: артрит, эндокардит, пиелонефрит, мастит, септицемия, некротический фасцит, офтальмит и другие. СГВ являются одним из ведущих возбудителей в этиологии патологии беременности, тяжелых инфекций новорожденных и детей раннего возраста, вызывая возникновение сепсиса и менингита. Новорожденные приобретают бактерии через родовой канал их матери, являющейся носителем СГВ. Стрептококковая инфекция у детей старшего возраста часто выражена в виде артрита, остеомиелита и поражения кожных покровов. Стрептококки группы В также способны вызывать выкидыши, внутриутробное повреждение плода, послеродовой сепсис и другие патологии у взрослых. Описано распространенное носительство СГВ в урогенитальной области и в прямой кишке. Наиболее тяжело протекают заболевания у лиц с ослабленным иммунитетом. Широкий спектр тяжелых заболеваний, вызываемых СГВ, в основном, среди детей перинатального и раннего детского возраста, а также женщин детородного возраста, рассматривается как существенная медицинская и эпидемиологическая проблема в большинстве стран, в том числе и в развитых, несмотря на профилактические меры. Профилактику инфекционных заболеваний стрептококковой этиологии осуществляют с применением бензатин бензилпенициллина, эритромицина, ампициллина и сульбактама (Бурбелло А.Т. и др., Соврем. Лекар. Средства, СПб: Нева, 323-324, 332, 352 (2003)). Для лечения больных с заболеваниями, вызванными СГВ, используют антибиотики (Страчунский Л.С., Козлов С.Н., Соврем. Антимикроб. Химиотер., М.: Боргес, 1-432 (2002), Поляк М.С. Основы антибиотикотерапии, СПб: НИЦФ, 1-53 (2003)). Наибольшее распространение получили представители группы пенициллинов - бензилпенициллин и ампициллин, а также макролиды: эритромицин, ванкомицин, азитромицин, кларитромицин, рокситромицин ((Семина Н.А., Сидоренко С.В. и др., Клин. Микробиол. Антимикроб. Химиотер. 6(4): 306-359 (2004)), Зуева Л.П., Поляк М.С. и др., Микробиологический мониторинг, СПб: Медицинский информационно-аналитический центр, 1-72 (2004)).Streptococcus agalactiae, a representative of group B streptococci (HBV), refers to opportunistic microorganisms that cause severe human diseases: arthritis, endocarditis, pyelonephritis, mastitis, septicemia, necrotic fasciitis, ophthalmitis and others. SGV are one of the leading causative agents in the etiology of pregnancy pathology, severe infections of newborns and young children, causing the occurrence of sepsis and meningitis. Newborns acquire bacteria through the birth canal of their mother, who is a carrier of HBV. Streptococcal infection in older children is often expressed as arthritis, osteomyelitis, and skin lesions. Group B streptococci are also capable of causing miscarriages, intrauterine damage to the fetus, postpartum sepsis and other pathologies in adults. A common carriage of hypertension in the urogenital region and in the rectum is described. The most severe diseases occur in people with weakened immune systems. A wide range of serious diseases caused by GBV, mainly among children of perinatal and early childhood, as well as women of childbearing age, is considered a significant medical and epidemiological problem in most countries, including developed ones, despite preventive measures. Prevention of infectious diseases of streptococcal etiology is carried out using benzathine benzylpenicillin, erythromycin, ampicillin and sulbactam (Burbello A.T. et al. Sovrem. Lekar. Means, St. Petersburg: Neva, 323-324, 332, 352 (2003)). Antibiotics are used to treat patients with diseases caused by HBV (Strachunsky L.S., Kozlov S.N., Sovrem. Antimicrob. Chemioter., M .: Borges, 1-432 (2002), Polyak M.S. Basics of antibiotic therapy , St. Petersburg: Research Center, 1-53 (2003)). The most widespread representatives of the penicillin group are benzylpenicillin and ampicillin, as well as macrolides: erythromycin, vancomycin, azithromycin, clarithromycin, roxithromycin ((Semina N.A., Sidorenko S.V. et al., Klin. Microbiol. Antimicrob.
Сложность при лечении и профилактике посредством антибиотикотерапии возникает в связи с многообразием побочных эффектов, проявляющихся у пациентов: негативное действие на центральную нервную и сердечно-сосудистую, иммунную системы организма, нарушение микробиоценоза организма, а также аллергические реакции. Неэффективность терапии с применением антибиотиков в ряде случаев обусловлена появлением антибиотико-резистентных штаммов СГВ.Difficulty in the treatment and prevention through antibiotic therapy arises due to the variety of side effects that appear in patients: a negative effect on the central nervous and cardiovascular systems, the body’s immune system, impaired microbiocenosis, and allergic reactions. The ineffectiveness of antibiotic therapy in some cases is due to the appearance of antibiotic-resistant strains of HBV.
Отсутствие безопасных и эффективных мер по профилактике и лечению заболеваний, вызываемых СГВ, делает актуальным направление по разработке антибактериальных вакцин, сконструированных, в том числе, на основе белков микробного происхождения.The lack of safe and effective measures for the prevention and treatment of diseases caused by HBV makes the development of antibacterial vaccines designed, including those based on proteins of microbial origin, relevant.
Разработка вакцин - не единственное актуальное направление использования бактериальных белков. К примеру, белки G и L (поверхностные белки стрептококков С и G), протеин А стафилококков нашли активное применение в качестве иммунохимических реагентов, направленных, в основном, на определение IgG. В настоящее время возрос интерес к молекуле IgA, многообразие функций которой, а также возможность использования в диагностических целях требуют создания высокоселективных реагентов, обладающих IgA-рецепторной активностью.The development of vaccines is not the only topical area for the use of bacterial proteins. For example, proteins G and L (surface proteins of streptococci C and G), protein A of staphylococci have found active use as immunochemical reagents, aimed mainly at the determination of IgG. Currently, interest has grown in the IgA molecule, the variety of functions of which, as well as the possibility of using it for diagnostic purposes, require the creation of highly selective reagents with IgA receptor activity.
В качестве существенного фактора вирулентности СГВ рассматривается уникальный поверхностный протеин - Вас белок, или β антиген (130 kDa), не имеющий гомологов среди других бактериальных белков, обладающих IgA-рецепторной активностью. Одной из особенностей Вас белка является наличие в его структуре области гомологии с белками суперсемейства иммуноглобулинов эукариот. Экспрессируемый многими штаммами серотипов Ia, Ib, II и V, Вас протеин практически не представлен в штаммах СГВ III-его серотипа.A unique surface protein, Vas protein, or β antigen (130 kDa), which has no homologs among other bacterial proteins with IgA receptor activity, is considered as an essential factor in the virulence of HBV. One of the features of you protein is the presence in its structure of a region of homology with proteins of the eukaryotic immunoglobulin superfamily. Expressed by many strains of serotypes Ia, Ib, II, and V, you protein is practically not represented in strains of HBV of the third serotype.
Для реализации биологических функций β антиген обладает рядом свойств. Он неиммунно связывается с константным (Fc) участком IgA, основным иммуноглобулином, обеспечивающим защиту слизистых от проникновения микроорганизмов. Также Вас белок взаимодействует с фактором Н (FH) человека - белком плазмы крови, связывание которого приводит к инактивации альтернативного пути комплемента и способствует адгезии микроорганизма к человеческим клеткам. Способность вступать во взаимодействие с двумя указанными компонентами иммунной системы человека позволяет СГВ уклоняться от иммунного ответа (Eur. J.Immunol. - 1985. - №15. - Р.893-899; Adv. in host defense mechanisms. - 1985. - V.4. - P.31-61). Распространенность среди штаммов СГВ, важная роль в обеспечении вирулентности бактерий, консервативность структуры белка обусловили выбор β-антигена как основы для создания потенциальных компонентов вакцинных препаратов.For the implementation of biological functions, β antigen has a number of properties. It binds non-immune to the constant (Fc) region of IgA, the main immunoglobulin that protects the mucous membranes from the penetration of microorganisms. Also, you protein interacts with human factor H (FH) - a blood plasma protein, the binding of which leads to inactivation of the alternative complement pathway and promotes the adhesion of the microorganism to human cells. The ability to interact with these two components of the human immune system allows HBV to evade the immune response (Eur. J. Immunol. - 1985. - No. 15. - P.893-899; Adv. In host defense mechanisms. - 1985. - V .4. - P.31-61). The prevalence among SGV strains, an important role in ensuring the virulence of bacteria, and the conservation of protein structure have determined the choice of β-antigen as the basis for creating potential components of vaccine preparations.
Впервые IgA-рецепторные свойства Вас белка, экстрагированного детергентами с поверхности бактерий и подвергнутого многоступенчатой очистке, описал Russell-Jones с соавторами в 1984 г. (J. exp.med. - 1984. - V.160. - P.1467-1475).For the first time, the IgA receptor properties of you protein extracted with detergents from the surface of bacteria and subjected to multi-stage purification were described by Russell-Jones et al. In 1984 (J. exp.med. - 1984. - V.160. - P.1467-1475) .
В 1987 году швейцарскими учеными впервые был проклонирован ген, кодирующий β антиген. Источником ДНК послужил клинический изолят СГВ Ic серотипа, являвшийся причиной менингита у новорожденных. Клонирование осуществлено с использованием плазмидного вектора pUC18 в Е.coli К-12 (Infection and immunity. - 1987. - V.55, №5. - P.1151-1155).In 1987, a gene encoding a β antigen was first cloned by Swiss scientists. The source of DNA was the clinical isolate of HBV Ic serotype, which was the cause of meningitis in newborns. Cloning was carried out using the plasmid vector pUC18 in E. coli K-12 (Infection and immunity. - 1987. - V.55, No. 5. - P.1151-1155).
Прототипом изобретения является нуклеотидная последовательность, кодирующая IgA-связывающий сайт А в β антигене СГВ. ДНК штамма LA239 Ibc серотипа СГВ послужила источником такой нуклеотидной последовательности, клонирование которой в Е.coli К-12 537 с использованием экспрессионного плазмидного вектора рЕх31 осуществлено в 1991 году (Mol Microbiol. - 1991. - 5(4). - Р.843-9). В результате этой работы был экспрессирован и очищен рекомбинантный белок IABF (8,5 kDa).The prototype of the invention is the nucleotide sequence encoding the IgA-binding site A in the β-antigen of HBV. The DNA of the LA239 Ibc strain of the HBV serotype served as the source of such a nucleotide sequence that was cloned in E. coli K-12 537 using the expression plasmid vector pEx31 in 1991 (Mol Microbiol. - 1991. - 5 (4). - P.843- 9). As a result of this work, recombinant IABF protein (8.5 kDa) was expressed and purified.
В 1996 году получены укороченные фрагменты протеина IABF, а также идентифицирован гексапептид MLKKIE. Область MLKKIE, локализованная в IgA-связывающем сайте А (73 аминокислоты), предположительно, была ответственна за связывание Вас белком Fc-области IgA (Infection and immunity. - 1996. - V.64, №7. - P.2787-2793). Дериваты IABF, полученные авторами указанного исследования, не обладали IgA-рецепторной активностью, что не позволяет применять их в диагностических целях и в качестве IgA-связывающих агентов.In 1996, truncated fragments of the IABF protein were obtained, and the MLKKIE hexapeptide was identified. The MLKKIE region localized at the IgA-binding site A (73 amino acids) was believed to be responsible for binding to you with the IgA Fc region protein (Infection and immunity. - 1996. - V.64, No. 7. - P.2787-2793) . IABF derivatives obtained by the authors of this study did not possess IgA receptor activity, which does not allow their use for diagnostic purposes and as IgA binding agents.
Задачей данного изобретения стало получение на основе N-терминальной консервативной части поверхностного Вас белка СГВ Ibc серотипа рекомбинантных полипептидов, включающих первый IgA-связывающий сайт А с измененной или нативной последовательностью MLKKIE. Причем полипептиды должны были обладать иммуногенными и протективными свойствами с целью использования их в качестве компонентов вакцины против стрептококков группы В. Помимо указанного, полипептиды должны были высокоселективно связывать IgA с целью создания IgA-рецепторных иммунохимических реагентов. Для определения возможности использования полипептидов в качестве рецепторов частично денатурированной молекулы IgA необходимо было выделить сайты связывания на молекуле IgA ранее описанного полипептида Р6, а также полипептидов, обозначенных как Р7, Р8, и проверить их устойчивость к денатурирующему воздействию. Также задачей изобретения стало создание штаммов-продуцентов рекомбинантных дериватов β антигена.The objective of this invention was to obtain, on the basis of the N-terminal conservative part of the surface of you HBV Ibc protein, a serotype of recombinant polypeptides comprising the first IgA-binding site A with an altered or native MLKKIE sequence. Moreover, the polypeptides should have immunogenic and protective properties in order to use them as components of a vaccine against group B streptococci. In addition, polypeptides had to selectively bind IgA to create IgA receptor immunochemical reagents. To determine the possibility of using polypeptides as receptors for a partially denatured IgA molecule, it was necessary to isolate the binding sites on the IgA molecule of the previously described P6 polypeptide, as well as the polypeptides designated as P7, P8, and to test their resistance to denaturing effects. Another objective of the invention was the creation of producer strains of recombinant derivatives of β antigen.
Результатом изобретения явилось получение обозначенных объектов биотехнологии.The result of the invention was to obtain the designated objects of biotechnology.
Поставленная задача решалась конструированием пар уникальных праймеров, направленных к участкам гена вас, кодирующего белок Вас СГВ. Их использование в полимеразной цепной реакции позволило получить искомые фрагменты ДНК, лигированные впоследствии с плазмидным вектором pGEM-T Easy. Полилинкер указанного коммерческого вектора локализован в области, кодирующей β-галактозидазу, что дало возможность отобрать трансформанты Е.coli JM 109 с необходимой конструкцией. В дальнейшем клонирование фрагментов β антигена проведено с помощью системы экспрессионных векторов pQE30/31/ 32, позволяющей облегчить выделение и очистку рекомбинантных дериватов. Создание штаммов-продуцентов, обозначенных как Е.coli JM 109-Р6, Е.coli JM 109-P7 и Е.coli JM 109-P8, осуществлялось путем генетической трансформации штамма на основе штаммов Е.coli JM 109. Полученные штаммы-продуценты Е.coli JM 109-Р6, Е.coli JM 109-P7 и Е.coli JM 109-P8 включают плазмиды, содержащие участок последовательности гена bac опубликованной Pierre G. Jerlstrőm (Infection and immunity. - 1996. - V.64, №7. - P. 2787-2793), ассоциированный с участком ДНК вектора pQE32. Плазмида в штамме Е.coli JM 109-P7 содержит генетическую замену данной последовательности в области, кодирующей участок, описанный Jerlstrőm. Штамм Е.coli JM 109-P6 был идентичен штамму, созданному ранее (Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2005. - №2. - С.35-40), но включает ранее не установленную нуклеотидную последовательность, кодирующую полипептид Р6 с ранее не установленной аминокислотной последовательностью. Трансформация бактерий привела к появлению способности индуцибельной экспрессии рекомбинантных полипептидов Р6, Р7, Р8.The problem was solved by constructing pairs of unique primers directed to the regions of the gene for you that encodes the HBV protein. Their use in the polymerase chain reaction made it possible to obtain the desired DNA fragments subsequently ligated with the plasmid vector pGEM-T Easy. The polylinker of the indicated commercial vector is localized in the region encoding β-galactosidase, which made it possible to select E. coli JM 109 transformants with the necessary construction. Subsequently, the cloning of β antigen fragments was carried out using the pQE30 / 31/32 expression vector system, which facilitates the isolation and purification of recombinant derivatives. The creation of producer strains designated as E. coli JM 109-P6, E. coli JM 109-P7 and E. coli JM 109-P8 was carried out by genetic transformation of the strain based on strains of E. coli JM 109. The resulting producer strains E .coli JM 109-P6, E. coli JM 109-P7 and E. coli JM 109-P8 include plasmids containing a portion of the bac gene sequence published by Pierre G. Jerlstrőm (Infection and immunity. - 1996. - V.64, No. 7 - P. 2787-2793) associated with the DNA region of the pQE32 vector. The plasmid in E. coli strain JM 109-P7 contains a genetic replacement for this sequence in the region encoding the region described by Jerlstrőm. Strain E. coli JM 109-P6 was identical to the strain created earlier (Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. - 2005. - No. 2. - P.35-40), but includes a previously undetermined nucleotide sequence encoding the P6 polypeptide from previously unspecified amino acid sequence. The transformation of bacteria has led to the emergence of the ability of inducible expression of recombinant polypeptides P6, P7, P8.
Сущностью предлагаемого изобретения является создание уникальных фрагментов гена вас - с 406 п.н. по 1287 п.н. (обозначен как p6), с 301 п.н. по 1653 п.н. (обозначен как р8) и рекомбинантной ДНК с 301 п.н. по 1653 п.н. (обозначена как р7), полученных в результате полимеразной цепной реакции. Причем создание рекомбинантной ДНК р7 произведено лигированием амплифицированных рекомбинантных ДНК с 301 п.н. по 682 п.н. (обозначена как p71) и с 662 п.н. по 1653 п.н. (обозначена как р72) гена вас. р71 и р72 включают, в свою очередь, по три нуклеотидные замены по сравнению с последовательностью гена вас. Амплификация указанных фрагментов осуществлена с использованием хромосомной ДНК штамма 219/4849 Ibc серотипа СГВ (штаммы из коллекции Национального стрептококкового центра России) в качестве матрицы, уникальных праймеров, обозначенных как Pr6 и Pr3 - для создания р6, Pr5 и Pr8 для р8, а также Pr5 и Pr2 для р71, Pr7 и Pr8 для р72 (последовательности праймеров приведены в таблице 1). Причем при создании р6 использованы вновь сконструированные праймеры, отличные от приведенных в ранее опубликованных работах (Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2005. - №2. - С.35-40). Последующее клонирование полученных фрагментов хромосомной ДНК и рекомбинантных ДНК происходило посредством сначала плазмидного вектора pGEM-T Easy (Promega, USA), а затем системы экспрессионных векторов pQE-30/31/32 (The QIAexpress System, Qiagen, США) в E.coli JM 109. Полученные фрагменты хромосомной ДНК и рекомбинантные ДНК кодируют уникальные аминокислотные последовательности рекомбинантных полипептидов Р6, Р7, Р8, причем, в зависимости от используемого экспрессионного вектора, у полипептидов присутствует или отсутствует ковалентная связь с шестью гистидинами, кодируемыми вектором pQE32.The essence of the invention is the creation of unique fragments of the gene of you - from 406 bp 1287 bp (designated as p6), with 301 bp 1653 bp each (designated as p8) and recombinant DNA with 301 bp 1653 bp each (designated as p7) obtained by polymerase chain reaction. Moreover, the creation of recombinant p7 DNA was performed by ligation of amplified recombinant DNA with 301 bp 682 bp each (designated as p71) and from 662 bp 1653 bp each (designated as p72) gene of you . p71 and p72 include, in turn, three nucleotide substitutions in comparison with the gene sequence of you . Amplification of these fragments was carried out using the chromosomal DNA of strain 219/4849 Ibc of the SGV serotype (strains from the collection of the National Streptococcal Center of Russia) as a matrix, unique primers designated as Pr6 and Pr3 to create p6, Pr5 and Pr8 for p8, as well as Pr5 and Pr2 for p71, Pr7 and Pr8 for p72 (primer sequences are shown in table 1). Moreover, when creating p6, newly designed primers were used that are different from those given in previously published works (Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. - 2005. - No. 2. - P.35-40). Subsequent cloning of the obtained fragments of chromosomal DNA and recombinant DNA occurred first with the pGEM-T Easy plasmid vector (Promega, USA) and then with the pQE-30/31/32 expression vector system (The QIAexpress System, Qiagen, USA) in E. coli JM 109. The obtained fragments of chromosomal DNA and recombinant DNAs encode unique amino acid sequences of recombinant polypeptides P6, P7, P8, and, depending on the expression vector used, the polypeptides have or do not have a covalent bond with six histidines, coding vector pQE32.
Также сущностью предлагаемого изобретения является создание штаммов-продуцентов E.coli JM 109-Р6′, E.coli JM 109-P7′, E.coli JM 109-P8′, позволяющих при определенных условиях индуцировать синтез рекомбинантных полипептидов Р6, Р7, Р8.Also the essence of the invention is the creation of producer strains of E. coli JM 109-P6 ′, E. coli JM 109-P7 ′, E.coli JM 109-P8 ′, allowing under certain conditions to induce the synthesis of recombinant polypeptides P6, P7, P8.
Авторами получены фрагменты гена вас размером 882 п.н. (р6), 1353 н.п.(р8), 382 н.п. р71 и 992 н.п. р72 (после лигирования: 1353 н.п., р7) в ходе полимеразной цепной реакции на основе хромосомной ДНК штамма 219/4849 Ibc серотипа СГВ с использованием соответствующих пар праймеров. Также авторами проведено лигирование нуклеотидных последовательностей р6, р7, р8 с плазмидными векторами pGEM-T Easy, первичный отбор бактериальных клонов, содержащих необходимые вставки, и клонирование фрагментов р6, р7, р8 в системы экспрессионных векторов pQE-30/31/32 с дальнейшей трансформацией рекомбинантных плазмидных ДНК в гетерологической системе E.coli JM 109. В результате авторами получены штаммы-продуценты E.coli JM 109-Р6′, E.coli JM 109-P7′, E.coli JM 109-P8′ соответственно рекомбинантных протеинов Р6, Р7, Р8. Также авторами осуществлено выделение и одноступенчатая очистка рекомбинантных дериватов β антигена посредством индуцибельной экспрессии полипептидов Р6, Р7, Р8 и аффинной хроматографии на Ni-NTA-агарозе (Qiagen, США).The authors obtained gene fragments have a size 882 bp (p6), 1353 n.p. (p8), 382 n.p. p71 and 992 n.p. p72 (after ligation: 1353 n.p., p7) during the polymerase chain reaction based on the chromosomal DNA of strain 219/4849 Ibc serotype SGV using the corresponding pairs of primers. The authors also ligated p6, p7, p8 nucleotide sequences with pGEM-T Easy plasmid vectors, primary selection of bacterial clones containing the necessary inserts, and cloning of p6, p7, p8 fragments into pQE-30/31/32 expression vector systems with further transformation recombinant plasmid DNA in the heterological system of E. coli JM 109. As a result, the authors obtained producer strains of E. coli JM 109-P6 ′, E. coli JM 109-P7 ′, E. coli JM 109-P8 ′, respectively, recombinant proteins P6, P7, P8. The authors also performed the isolation and single-stage purification of recombinant derivatives of β antigen by inducible expression of P6, P7, P8 polypeptides and affinity chromatography on Ni-NTA agarose (Qiagen, USA).
Кроме того, авторами получена иммунохимическая характеристика взаимодействия различных молекулярных форм IgA с полипептидами Р6, Р7, Р8, определено относительное положение сайта связывания полипептидов на молекуле IgA, его неконсервативность и устойчивость к денатурирующему воздействию.In addition, the authors obtained an immunochemical characterization of the interaction of various molecular forms of IgA with P6, P7, P8 polypeptides, determined the relative position of the polypeptide binding site on the IgA molecule, its non-conservative nature and resistance to denaturing effects.
Из литературных источников известно, что полипептид Р6, молекулярной массой 35 kDa, вызывает у мышей при внутрибрюшинном введении выработку специфических антител класса G, причем максимальный титр антител составил 1:100 000. Было установлено, что иммунный ответ гетерогенен по аффинитету антител. Значения констант связывания составляли от 108 М-1 до 1013 М-1 для Р6 (Медицинская иммунология, 2004, т.6, с.493-498). Полипептид Р6 обладает способностью к синтезу длительно циркулирующих высокоаффинных анти-Р6 антител, обладающих протективными свойствами против СГВ (Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2005. - №2. - С.35-40). Ранее изучены протективные свойства анти-Р6 и анти-ScaAB (поверхностный липопротеин СГВ) антител при совместном и раздельном введении в модельных экспериментах in vitro (опсонофагоцитарный тест с использованием перитонеальных мышиных макрофагов и стрептококков группы В) (Медицинская иммунология, 2006, т.8, с.109-478). Полипептиды Р6 и ScaAB, в связи с возможностью обеспечить протективность при крайне низких титрах антител, обладающих опсонизирующей активностью, в том числе и в отношении СГА, а также штаммов III серотипа СГВ, весьма перспективны в роли компонентов вакцины.It is known from literature that the P6 polypeptide, with a molecular weight of 35 kDa, induces the production of specific class G antibodies in mice by intraperitoneal administration, with a maximum antibody titer of 1: 100,000. It was found that the immune response is heterogeneous for antibody affinity. The values of the binding constants ranged from 10 8 M -1 to 10 13 M -1 for P6 (Medical Immunology, 2004, T. 6, p. 493-498). The P6 polypeptide has the ability to synthesize long-circulating high-affinity anti-P6 antibodies that have protective properties against HBV (Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. - 2005. - No. 2. - P.35-40). The protective properties of anti-P6 and anti-ScaAB (surface HBV lipoprotein) antibodies were previously studied when combined and separately administered in vitro model experiments (opsonophagocytic test using peritoneal mouse macrophages and group B streptococci) (Medical Immunology, 2006, v. 8, p. 109-478). Polypeptides P6 and ScaAB, due to the ability to provide protection at extremely low titers of antibodies with opsonizing activity, including against SGA, as well as strains of III serotype of HBV, are very promising as vaccine components.
В изобретении показано, что рекомбинантные полипептиды Р6, Р7, Р8 обладают способностью селективно связывать различные молекулярные формы IgA. Полученные и охарактеризованные рекомбинантные полипептиды Р7, Р8 перспективны в качестве компонентов вакцинного препарата, специфичного в отношении широкого круга штаммов СГВ. Протеины Р6 и Р8, обладающие селективной IgA-рецепторной активностью, могут быть полезны для осуществления экспресс диагностики уровня иммуноглобулина А в различных биологических жидкостях для оценки клинического состояния больных или общего иммунного статуса, что может сыграть роль при диагностике заболеваний. Также рекомбинантные дериваты Р6, Р8 обладают широким спектром практического применения в иммунологии: в качестве доступных и удобных IgA-связывающих иммунохимических реагентов на основе белков бактериального происхождения в ИФА (как в адсорбированном состоянии, так и в роли выявляющих молекул), для манипуляций с денатурированной молекулой IgA - иммуноблот, с целью аффинного выделения фрагментов IgA.The invention shows that recombinant polypeptides P6, P7, P8 have the ability to selectively bind various molecular forms of IgA. The obtained and characterized recombinant P7, P8 polypeptides are promising as components of a vaccine preparation specific for a wide range of HBV strains. Proteins P6 and P8 with selective IgA receptor activity may be useful for rapid diagnostics of the level of immunoglobulin A in various biological fluids to assess the clinical condition of patients or the general immune status, which may play a role in the diagnosis of diseases. Also, recombinant derivatives P6, P8 have a wide range of practical applications in immunology: as accessible and convenient IgA-binding immunochemical reagents based on proteins of bacterial origin in ELISA (both in the adsorbed state and in the role of detecting molecules), for manipulating a denatured molecule IgA - immunoblot, with the aim of affinity isolation of IgA fragments.
Получение рекомбинантных полипептидов Р6, Р7, Р8Obtaining recombinant polypeptides P6, P7, P8
Источником хромосомной ДНК послужил штамм 219/4849 Ibc серотипа СГВ. ДНК, выделенная фенольно-хлороформной экстракцией, была использована в качестве матрицы в полимеразной цепной реакции (ПЦР) с целью получения фрагментов гена bac: р6 (с 406 п.н. по 1287 п.н., всего 882 п.н.), p7 (с 301 п.н. по 682 п.н., всего 382 п.н. и с 662 п.н. по 1653 п.н., всего 992 п.н., после лигирования двух фрагментов: 1353 п.н.), р8 (с 301 п.н. по 1653 п.н., всего 1353 п.н.), кодирующих соответственно полипептиды Р6, Р7 и Р8. Причем в область потенциальной антигенной детерминанты полипептида Р7 было решено ввести две аминокислотные замены (лизин в позиции 225 замещен на аргинин, а глутамат в позиции 227 на глутамин). В результате, отличительной особенностью полипептида Р7 является наличие измененной (по сравнению с областью MLKKIE белка Вас) последовательности из 6 аминокислот MLKRIQ, локализованной на IgA-связывающем сайте. С целью модификации гексапептида MLKKIE и, соответственно, создания области MLKRIQ, решено было осуществить амплификацию двух перекрывающихся фрагментов гена вас 301 п.н. - 682 п.н., 662 п.н. - 1653 п.н., захватывающих область, кодирующую MLKKIE. Для этого путем нуклеотидных замен были сконструированы обратный Pr2 и прямой Pr7 праймеры, соответственно участвующие в амплификации первого (382 п.н., p71) и второго (992 п.н., p71) фрагментов ДНК и содержащие сайт EcoRI. Олигонуклеотидные праймеры приведены в Таблице 1.The source of chromosomal DNA was strain 219/4849 Ibc serotype SGV. DNA isolated by phenol-chloroform extraction was used as a template in the polymerase chain reaction (PCR) to obtain fragments of the bac: p6 gene (from 406 bp to 1287 bp, a total of 882 bp), p7 (from 301 bp to 682 bp, a total of 382 bp and from 662 bp to 1653 bp, a total of 992 bp, after ligation of two fragments: 1353 bp n.), p8 (from 301 bp to 1653 bp, a total of 1353 bp), encoding polypeptides P6, P7 and P8, respectively. Moreover, it was decided to introduce two amino acid substitutions into the potential antigenic determinant of the P7 polypeptide (lysine at position 225 is replaced by arginine, and glutamate at position 227 is replaced by glutamine). As a result, a distinctive feature of the P7 polypeptide is the presence of an altered (compared to the MLKKIE region of the Bac protein) sequence of 6 amino acids MLKRIQ located on the IgA-binding site. With a view to modifying hexapeptide MLKKIE and, accordingly, creation area MLKRIQ, it was decided to carry out the amplification of two overlapping fragments of your gene 301 bp - 682 bp, 662 bp - 1653 bp, spanning the region encoding MLKKIE. To this end, reverse Pr2 and direct Pr7 primers were constructed by nucleotide substitutions, respectively participating in the amplification of the first (382 bp, p71) and second (992 bp, p71) DNA fragments and containing the EcoRI site. Oligonucleotide primers are shown in Table 1.
Причем в исходные последовательности праймеров Pr2′ (CTT CGATTT TTTTCAGCATAG) и Pr7′ (CTATGCTGAAAA AAATCG AAG) внесены по три нуклеотидные замены таким образом, что это привело к образованию праймеров Pr2 и Pr7, содержащих область GAA ТТС , кодирующую сайт EcoRI.Moreover, three nucleotide substitutions were introduced in the initial primer sequences Pr2 ′ (CTT CG ATT T TTTTCAGCATAG) and Pr7 ′ (CTATGCTGAAAA A AAT CG AAG) in such a way that this led to the formation of Pr2 and Pr7 primers containing the G AA T TC region encoding EcoRI website.
Анализ результатов ПЦР осуществлен путем разделения фрагментов ДНК в 1% агарозном геле при помощи горизонтального электрофореза. Выделение искомых амплифицированных участков ДНК проведено с использованием набора «QIAquick Gel Extraction Kit» (Qiagen, США).The analysis of PCR results was carried out by separating DNA fragments in a 1% agarose gel using horizontal electrophoresis. The selection of the desired amplified DNA sections was carried out using the QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen, USA).
Выделенные из агарозы фрагменты размером 382 н.п. и 992 н.п. подверглись обработке рестриктазой EcoRI, а затем были лигированы друг с другом, что привело к образованию нуклеотидной последовательности p7 (1353 н.п.), содержащей сайт EcoRI.382 bp fragments isolated from agarose and 992 n.p. were digested with EcoRI restriction enzyme and then ligated to each other, resulting in the formation of the p7 nucleotide sequence (1353 bp) containing the EcoRI site.
Нуклеотидная последовательность р6 представлена на фиг.1.The nucleotide sequence of p6 is presented in figure 1.
Нуклеотидная последовательность р7 представлена на фиг.2.The nucleotide sequence of p7 is presented in figure 2.
Нуклеотидная последовательность р8 представлена на фиг.3.The nucleotide sequence of p8 is presented in figure 3.
Нуклеотидную последовательность р6 лигировали с вектором pGEM-T Easy (Promega, USA, 3018 п.н.), не требующим наличия сайтов рестрикции, согласно инструкции производителя. В результате образовалась рекомбинантная плазмидная ДНК, обозначенная как pGEM-р6 и содержащая фрагмент вас гена 882 п.н. - р6, а также плазмиду pGEM-T Easy.The p6 nucleotide sequence was ligated with the pGEM-T Easy vector (Promega, USA, 3018 bp), which did not require restriction sites, according to the manufacturer's instructions. The result was a recombinant plasmid DNA, designated as pGEM-p6 and containing a fragment of you gene 882 bp - p6, as well as the plasmid pGEM-T Easy.
Аналогично получена рекомбинантная плазмидная ДНК, обозначенная как pGEM-p7 и содержащая фрагмент вас гена 1353 п.н. с тремя нуклеотидными заменами - р7, а также плазмиду pGEM-T Easy.Similarly, recombinant plasmid DNA, designated as pGEM-p7 and containing a 1353 bp fragment of you gene, was obtained. with three nucleotide substitutions - p7, as well as the plasmid pGEM-T Easy.
Аналогично получена рекомбинантная плазмидная ДНК, обозначенная как pGEM-p8 и содержащая фрагмент вас гена 1353 п.н. - р8, а также плазмиду pGEM-T Easy.Similarly, recombinant plasmid DNA, designated as pGEM-p8 and containing a 1353 bp fragment of you gene, was obtained. - p8, as well as the plasmid pGEM-T Easy.
Продуктами лигирования проводили кальциевую трансформацию штамма E.coli JM109, после чего высевали трансформанты на чашки Петри с добавлением ампициллина (Ар), 5-бром-4-хлор-3-индолил-бета-D-галактопиранозида (X-gal) и изопропил-β-D-тиогалактопиранозида (IPTG). В векторной плазмиде pGEM-T полилинкер локализован в области, кодирующей β-галактозидазу. При росте на среде, содержащей Ар, X-gal и IPTG колонии, содержащие плазмиду без вставки, имеют голубой цвет, а колонии, содержащие рекомбинантную плазмиду, - белого цвета, что позволило провести отбор трансформантов со вставкой по цвету бактериальных колоний. Бактериальные клоны проверяли на наличие вставки из гена вас нужного размера методом ПЦР с использованием праймеров Pr6 и Pr3, Pr5 и Pr8 и последующим электрофоретическим анализом полученных фрагментов ДНК в 1,5% агарозном геле.The ligation products carried out the calcium transformation of E. coli strain JM109, after which the transformants were sown on Petri dishes with the addition of ampicillin (Ap), 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-beta-D-galactopyranoside (X-gal) and isopropyl- β-D-thiogalactopyranoside (IPTG). In the vector plasmid pGEM-T, the polylinker is located in the region encoding β-galactosidase. When growing on a medium containing Ap, X-gal, and IPTG, the colonies containing the plasmid without insertion are blue, and the colonies containing the recombinant plasmid are white, which allowed the selection of transformants with the insert according to the color of the bacterial colonies. Bacterial clones were checked for presence of correct size insert your gene by PCR using primers Pr6 and Pr3, Pr5 and Pr8 and subsequent electrophoretic analysis of the resulting DNA fragments on a 1.5% agarose gel.
Из отобранных трансформантов, обозначенных как E.coli JM109-P6, E.coli JM109-P7, E.coli JM109-P8, с помощью Mini-prep plasmid DNA purification kit (Qiagen, USA), были выделены плазмиды, включающие фрагменты β антигена.From the selected transformants designated as E. coli JM109-P6, E. coli JM109-P7, E. coli JM109-P8, using the Mini-prep plasmid DNA purification kit (Qiagen, USA), plasmids containing β antigen fragments were isolated .
Для выделения фрагментов ДНК, кодирующих полипептиды Р6, Р7, Р8, полученные плазмидные ДНК (обозначенные как pGEM-p6, pGEM-p7, pGEM-р8) были рестрицированы. Рестрикция проведена по сайтам SphI-PstI, поскольку сайты рестрикции ферментами SphI и PstI были изначально заложены в последовательность вектора pGEM-T Easy. Система экспрессионных векторов pQE30/31/32 (The QIAexpress System, Qiagen, США), в которую будет клонирована каждая из трех вырезанных полноразмерных вставок, также предварительно была обработана ферментами SphI и PstI. Продукты рестрикции разделяли с помощью горизонтального электрофореза в 1% агарозном геле. Рестрицированную плазмиду pGEM-T и р6, р7, р8, фланкированные сайтами рестрикции SphI и PstI, выделяли из агарозы с помощью набора «QIAquick Gel Extraction Kit» (Qiagen, США). В результате проведенного клонирования в систему векторов pQE30/31/32 были получены рекомбинантные плазмидные ДНК (обозначенные pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8), несущие рекомбинантные ДНК соответственно р6′ (состоит из р6 - 882 п.н. участка гена вас и 44 п.н. фрагмента плазмиды pQE-32), р7′ (состоит из р7 - 1353 п.н. модифицированного участка гена вас и 44 п.н. фрагмента плазмиды pQE-32), р8′ (состоит из р8-1353 п.н. участка гена вас и 44 п.н. фрагмента плазмиды pQE-32).To isolate DNA fragments encoding the P6, P7, P8 polypeptides, the obtained plasmid DNAs (designated as pGEM-p6, pGEM-p7, pGEM-p8) were restricted. Restriction was carried out at SphI-PstI sites, since restriction sites by SphI and PstI enzymes were originally laid down in the sequence of the pGEM-T Easy vector. The pQE30 / 31/32 expression vector system (The QIAexpress System, Qiagen, USA), into which each of the three cut out full-length inserts will be cloned, was also pretreated with SphI and PstI enzymes. Restriction products were separated by horizontal electrophoresis on a 1% agarose gel. The restricted plasmid pGEM-T and p6, p7, p8 flanked by restriction sites SphI and PstI were isolated from agarose using the QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen, USA). As a result of cloning into the pQE30 / 31/32 vector system, recombinant plasmid DNAs (designated pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8) containing recombinant DNA corresponding to p6 ′ were obtained (consisting of p6 - 882 bp of the gene region you and 44 bp of the plasmid pQE-32 fragment), p7 ′ (consists of p7 - 1353 bp of the modified portion of you gene and 44 bp of the plasmid pQE-32 fragment), p8 ′ (consists of p8- 1353 bp of the you gene region and 44 bp of the plasmid pQE-32 fragment).
Рекомбинантные плазмидные ДНК pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8 были трансформированы в Е.coli JM109 с помощью кальциевого метода и реактивов The QIAexpress System фирмы Qiagen, США. Трансформацию клеток Е coli JM 109 проводили рекомбинантными плазмидными ДНК pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8 с использованием положительного (Е coli JM 109, трансформированная исходной плазмидной ДНК pQE30/31/32) и отрицательного (культура клеток Е coli JM 109, не трансформированная) контролей. Процесс трансформации осуществляли по методике трансформации кишечной палочки, предполагающей инкубацию культуры Е coli JM 109, суспендированной в растворе CaCl2, с плазмидной ДНК при разных температурах (Maniatis Т, Fritsch E.F., Sambrook J. Molecular cloning: a laboratory manual. - Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1982. - 867 p.). Селективные среды для отбора трансформантов содержали 50 мкг/мл ампициллина, 25 мкг/мл канамицина.Recombinant plasmid DNAs pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8 were transformed into E. coli JM109 using the calcium method and The QIAexpress System reagents from Qiagen, USA. Transformation of E coli JM 109 cells was performed with recombinant plasmid DNA pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8 using positive (E coli JM 109, transformed with the original plasmid DNA pQE30 / 31/32) and negative (cell culture E coli JM 109, not transformed) controls. The transformation process was carried out by the method of transformation of Escherichia coli, involving the incubation of a culture of E coli JM 109 suspended in a solution of CaCl 2 with plasmid DNA at different temperatures (Maniatis T, Fritsch EF, Sambrook J. Molecular cloning: a laboratory manual. - Cold Spring Harbor : Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1982.- 867 p.). Selective transformant selection media contained 50 μg / ml ampicillin, 25 μg / ml kanamycin.
В каждом из трех вариантов бактериальных клонов, содержащих модифицированные плазмиды pQE, несущие гены устойчивости к указанным антибиотикам, были отбраны ампициллин- и канамицинустойчивые трансформанты. Наличие рекомбинантных плазмид pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8 у трансформированных штаммов Е.coli JM109 определено при помощи ПЦР с использованием исходных праймеров Pr6 и Pr3, Pr5 и Pr8 и последующим электрофоретическим анализом полученных фрагментов ДНК в 1,5% агарозном геле, на основании чего был проведен отбор соответствующих клонов.In each of the three variants of bacterial clones containing modified pQE plasmids carrying genes for resistance to these antibiotics, ampicillin- and kanamycin-resistant transformants were selected. The presence of recombinant plasmids pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8 in transformed E. coli JM109 strains was determined by PCR using the original primers Pr6 and Pr3, Pr5 and Pr8 and subsequent electrophoretic analysis of the obtained DNA fragments in 1.5% agarose gel , on the basis of which the selection of the corresponding clones was carried out.
С целью выявить трансформанты, содержащие один из трех вариантов рекомбинантных плазмид pQE-30, pQE-31, pQE-32, у которых рамка трансляции гена E.coli совпала с рамкой трансляции встроенного гена, необходимо было проверить бактериальные клоны на способность к индуцибельной экспрессии рекомбинантных полипептидов Р6, Р7, Р8. Культуры штамма Е.coli JM109 культивировали в жидкой среде Terrific Broth с добавлением ампициллина и канамицина (во избежание кантоминации). Экспрессионные векторы pQE содержат гены устойчивости к ампицилину и канамицину, а также промотор для индукции транскрипции рекомбинантного белка путем добавления в среду IPTG, причем в качестве хозяина плазмид pQE использовали штаммы Е.coli с мутацией lacIQ, конститутивно продуцирующей lac-репрессор, препятствующий экспрессии протеина. Культуры продолжали выращивать с целью увеличения количества полипептидов, затем клетки E.coli осаждали центрифугированием, отмывали и суспендировали в связывающем буфере А, рН 7.9 и разрушали клеточную стенку ультразвуком на ультразвуковом дезинтеграторе. Лизат освобождали от клеточных обломков центрифугированием. Полипептиды очищали методом аффинной хроматографии, на Ni-NTA агарозе (Qiagen, США). Высокая степень очистки белка достигается за счет сильного аффинного взаимодействия между Ni и цепи из шести гистидинов, связанной с рекомбинантным полипептидом и кодируемой областью, предшествующей полилинкеру в плазмидах pQE. Неспецифически связавшиеся белки удаляли буфером А, элюция рекомбинантных дериватов Вас белка проходила с использованием элюирующего буфера Б рН 7.9, содержащего 400 mM EDTA. Полученные препараты полипептидов очищены от элюирующего буфера диализом против фосфатного буферного раствора, рН 7,4 (PBS).In order to identify transformants containing one of three variants of recombinant plasmids pQE-30, pQE-31, pQE-32, in which the translation frame of the E. coli gene coincided with the translation frame of the inserted gene, it was necessary to test bacterial clones for the ability to induce expression of recombinant polypeptides P6, P7, P8. Cultures of E. coli strain JM109 were cultured in Terrific Broth liquid medium supplemented with ampicillin and kanamycin (to avoid cantomination). PQE expression vectors contain resistance genes for ampicillin and kanamycin resistance, and a promoter for transcriptional induction of the recombinant protein by adding IPTG to the medium, and as a host pQE plasmids used E. coli strains with a mutation lacI Q, constitutively producing the lac-repressor, which prevents protein expression . The cultures continued to grow in order to increase the number of polypeptides, then E. coli cells were precipitated by centrifugation, washed and suspended in binding buffer A, pH 7.9, and the cell wall was destroyed by ultrasound on an ultrasonic disintegrator. The lysate was freed from cell debris by centrifugation. The polypeptides were purified by affinity chromatography on Ni-NTA agarose (Qiagen, USA). A high degree of protein purification is achieved due to the strong affinity interaction between Ni and the chain of six histidines associated with the recombinant polypeptide and the encoded region preceding the polylinker in pQE plasmids. Non-specifically bound proteins were removed with buffer A, elution of the recombinant derivatives of you protein was carried out using elution buffer B pH 7.9 containing 400 mM EDTA. The resulting polypeptide preparations were purified from the elution buffer by dialysis against phosphate buffered saline, pH 7.4 (PBS).
Выделенные рекомбинантные протеины анализировали методом SDS-электрофореза в полиакриламидном геле, который позволил сделать заключение об удовлетворительном качестве очистки полипептидов, а также об их молекулярной массе: у Р6 - (35±0,5) кДа, у Р7 и Р8 - (52±0,5) кДа по сравнению с пробегом белков известной молекулярной массы (Precision Plus Protein standards (161-0373), Bio-Rad, США).The isolated recombinant proteins were analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, which made it possible to conclude that the purification of polypeptides was satisfactory, as well as their molecular weight: in P6 - (35 ± 0.5) kDa, in P7 and P8 - (52 ± 0 , 5) kDa compared to the mileage of proteins of known molecular weight (Precision Plus Protein standards (161-0373), Bio-Rad, USA).
Экспрессия полипептидов Р6, Р7, Р8 реализована только у трансформированной культуры E.coli, включающей рекомбинантную плазмиду pQE32. Это свидетельствует о совпадении рамки трансляции гена E.coli с рамкой трансляции встроенного гена.The expression of polypeptides P6, P7, P8 is realized only in a transformed E. coli culture, including the recombinant plasmid pQE32. This indicates that the translation frame of the E. coli gene coincides with the translation frame of the inserted gene.
Чертежи иллюстрируют эксперимент.The drawings illustrate the experiment.
Фиг.1 (Нуклеотидная последовательность фрагмента хромосомной ДНК р6) представляет нуклеотидную последовательность фрагмента хромосомной ДНК р6 - 882 п.н., кодирующую аминокислотную последовательность рекомбинантного полипептида Р6.Figure 1 (The nucleotide sequence of the p6 chromosomal DNA fragment) represents the nucleotide sequence of the p6 chromosomal DNA fragment - 882 bp encoding the amino acid sequence of the recombinant P6 polypeptide.
Фиг.2 (Нуклеотидная последовательность рекомбинантной ДНК р7) представляет нуклеотидную последовательность рекомбинантной ДНК р7 - 1353 п.н., кодирующую аминокислотную последовательность рекомбинантного полипептида Р7.Figure 2 (The nucleotide sequence of recombinant DNA p7) represents the nucleotide sequence of recombinant DNA p7 - 1353 bp encoding the amino acid sequence of the recombinant P7 polypeptide.
Фиг.3 (Нуклеотидная последовательность фрагмента хромосомной ДНК р8) представляет нуклеотидную последовательность фрагмента хромосомной ДНК р8 - 1353 п.н., кодирующую аминокислотную последовательность рекомбинантного полипептида Р8.Figure 3 (The nucleotide sequence of the p8 chromosomal DNA fragment) represents the nucleotide sequence of the p8 chromosomal DNA fragment - 1353 bp encoding the amino acid sequence of the recombinant P8 polypeptide.
Фиг.4 (Аминокислотная последовательность рекомбинантного полипептида Р6) представляет аминокислотную последовательность рекомбинантного полипептида Р6, Р6 состоит из 294 аминокислотных остатков.Figure 4 (Amino acid sequence of the recombinant P6 polypeptide) represents the amino acid sequence of the recombinant P6 polypeptide, P6 consists of 294 amino acid residues.
Фиг.5 (Аминокислотная последовательность рекомбинантного полипептида Р7) представляет аминокислотную последовательность рекомбинантного полипептида Р7, Р7 состоит из 451 аминокислотного остатка.5 (Amino acid sequence of the recombinant P7 polypeptide) represents the amino acid sequence of the recombinant P7 polypeptide, P7 consists of 451 amino acid residues.
Фиг.6 (Аминокислотная последовательность рекомбинантного полипептида Р8) представляет аминокислотную последовательность рекомбинантного полипептида Р8, Р8 состоит из 451 аминокислотного остатка.6 (Amino acid sequence of a recombinant P8 polypeptide) represents the amino acid sequence of a recombinant P8 polypeptide, P8 consists of 451 amino acid residues.
Таким образом, рекомбинантный полипептид Р6 является фрагментом аминокислотной последовательности поверхностного Вас белка СГВ штамма 219/4849 Ibc серотипа со 136 по 429 аминокислотный остаток. Рекомбинантный полипептид Р7 является фрагментом аминокислотной последовательности поверхностного Вас белка СГВ штамма 219/4849 Ibc серотипа со 101 по 551 аминокислотный остаток с двумя аминокислотными заменами. Рекомбинантный полипептид Р8 является фрагментом аминокислотной последовательности поверхностного Вас белка СГВ штамма 219/4849 Ibc серотипа со 101 по 551 аминокислотный остаток.Thus, the recombinant P6 polypeptide is a fragment of the amino acid sequence of the surface of you protein of the HBV strain of strain 219/4849
Аминокислотные последовательности трех указанных дериватов β антигена ковалентно связаны с шестью гистидинами, кодируемыми вектором pQE32 (The QIAexpress System, Qiagen, США). Полипептиды Р6 и Р8 сконструированы таким образом, что наряду с Вас белком содержат IgA-связывающий сайт, включая гексапептид MLKKIE. Полипептид Р7 также содержит сайт, отвечающий за реализацию IgA-рецепторной активности протеином, однако в области из шести аминокислот произведена замена двух из них - лизина 225 на аргинин, а глутамата 227 на глутамин, что значительно ухудшает связывание производного β антигена с IgA по данным авторов.The amino acid sequences of the three indicated β antigen derivatives are covalently linked to six histidines encoded by the pQE32 vector (The QIAexpress System, Qiagen, USA). Polypeptides P6 and P8 are designed in such a way that, along with you, the protein contains an IgA-binding site, including the MLKKIE hexapeptide. The P7 polypeptide also contains a site responsible for the implementation of IgA receptor activity by protein, however, in the six-amino acid region, two of them were replaced - lysine 225 with arginine and glutamate 227 with glutamine, which significantly impairs the binding of the β antigen derivative to IgA according to the authors .
Расположение аминокислотных последовательностей, кодируемых р6, р7, р8, относительно аминокислотной последовательности поверхностного Вас белка СГВ показано на фиг.7.The location of the amino acid sequences encoded by p6, p7, p8, relative to the amino acid sequence of surface you protein HBV shown in Fig.7.
На фиг.7 (Схема аминокислотных последовательностей Вас белка СГВ, рекомбинантных полипептидов Р6, Р7, Р8):In Fig.7 (Scheme of the amino acid sequences of you of the HBV protein, recombinant polypeptides P6, P7, P8):
1 - сигнальная последовательность;1 - signal sequence;
2 - участок, ответственный за связывание IgA;2 - plot responsible for IgA binding;
3 - область, схожая с последовательностями белков суперсемейства иммуноглобулинов эукариот (IgSF);3 is a region similar to sequences of proteins of the eukaryotic immunoglobulin superfamily (IgSF) family;
4 - участок, ответственный за связывание фактора Н человека (FH);4 - the site responsible for the binding of human factor H (FH);
5 - XPZ участок, обладает структурой полипролин-II, состоит из повторяющихся триплетов, богат пролином;5 - XPZ plot, has the structure of polyproline-II, consists of repeating triplets, is rich in proline;
6 - С-терминальная якорная область (содержит LPYTG motif).6 - C-terminal anchor region (contains LPYTG motif).
Изучение особенностей взаимодействия рекомбинантных полипептидов Р6, Р7, Р8 с различными молекулярными формами IgAThe study of the interaction of recombinant polypeptides P6, P7, P8 with various molecular forms of IgA
Авторами получена иммунохимическая характеристика рекомбинантных молекул Р6, Р7, Р8, представляющих собой фрагменты бактериального IgA-рецептора Вас. Результаты работы позволяют расширить область применения полипептидов Р6, Р7, Р8, дополнив ее использованием при создании диагностикумов и для аффинного выделения фрагментов IgA.The authors obtained the immunochemical characteristics of the recombinant molecules P6, P7, P8, which are fragments of the bacterial IgA receptor for you. The results of the work allow us to expand the scope of application of P6, P7, P8 polypeptides, supplementing it with the use of diagnosticums and for the affinity isolation of IgA fragments.
Проведено сопоставление рецепторной активности рекомбинантных дериватов Р6, Р7, Р8 в отношении молекулярных форм IgA, представленных следующими образцами: сывороточный IgA (mIgA) - поликлональный сывороточный IgA человека, меченный пероксидазой хрена; поликлональный сывороточный немеченый IgA; IgA1 и IgA2 - сыворотки крови пациентов с миеломной болезнью, а также секреторный IgA (SIgA) - выделенный из молозива секреторный поликлональный IgA; чигаин.A comparison of the receptor activity of the recombinant derivatives P6, P7, P8 in relation to the molecular forms of IgA represented by the following samples: serum IgA (mIgA) - human polyclonal serum IgA labeled with horseradish peroxidase; polyclonal serum unlabeled IgA; IgA1 and IgA2 - blood serum of patients with myeloma, as well as secretory IgA (SIgA) - secretory polyclonal IgA isolated from colostrum; chigain.
Установлено, что Р6, Р7, Р8 обладают способностью к селективному (в условиях непрямого ИФА подтверждено отсутствие взаимодействия с поликлональным IgG, а также с моноклональными образцами IgG с 1 по 4 подкласс) связыванию всех исследованных форм IgA в любом из использованных вариантов постановки ИФА (прямой ИФА, непрямой ИФА, ингибиторный ИФА, конкурентное ингибирование). Такой результат закономерен, если распространить свойства β антигена на его рекомбинантные дериваты. Несмотря на это, структурные различия между тремя полипептидами, реализованные, как указано выше, методами молекулярной генетики, способствуют существенной дифференцировке рекомбинантных протеинов Р6, Р7, Р8 по IgA-связывающим свойствам. Протеин Р7, содержащий измененную последовательность MLKRIQ, а в остальном полностью идентичный рекомбинантному протеину Р8, обладает более слабо выраженной способностью к связыванию всех рассмотренных молекулярных форм IgA. Последнее свидетельствует о важном значении гексапептида MLKKIE в реализации IgA-рецепторной активности белками. Минимальная эффективность связывания с иммуноглобулином класса А в ряду исследованных белков позволяет рассматривать Р7 в качестве одного из наиболее приемлемых вариантов для создания вакцины против СГВ. Показано, что структура рекомбинантного деривата Р6 оптимальна для реализации IgA-рецепторной активности среди полипептидов Р6, Р7, Р8. Преимущество протеина Р6 в связывании иммуноглобулина класса А перед Р8 можно объяснить отсутствием у последнего оптимальной конформации или генерацией стерических затруднений, вызванных взаимодействием с лигандом молекулы большого размера (Р6 укорочен по сравнению с Р8 с обоих концов). Данные по IgA-рецепторной активности трех белков приведены в Таблице 2.It was found that P6, P7, P8 have the ability to selectively (under conditions of indirect ELISA, the absence of interaction with polyclonal IgG, as well as with monoclonal IgG samples from 1 to 4 subclasses) is associated with all of the studied forms of IgA in any of the used ELISA variants (direct ELISA, indirect ELISA, inhibitory ELISA, competitive inhibition). Such a result is logical if the properties of the β antigen are extended to its recombinant derivatives. Despite this, structural differences between the three polypeptides, implemented, as indicated above, by molecular genetics methods, contribute to a significant differentiation of the recombinant proteins P6, P7, P8 by IgA-binding properties. Protein P7, containing the altered sequence of MLKRIQ, but otherwise completely identical to the recombinant protein P8, has a less pronounced ability to bind all the considered molecular forms of IgA. The latter indicates the importance of the MLKKIE hexapeptide in the realization of IgA receptor activity by proteins. The minimal efficiency of binding to class A immunoglobulin among the studied proteins makes it possible to consider P7 as one of the most acceptable options for creating a vaccine against HBV. It was shown that the structure of the recombinant derivative of P6 is optimal for the implementation of IgA receptor activity among polypeptides of P6, P7, P8. The advantage of protein P6 in binding of class A immunoglobulin over P8 can be explained by the lack of optimal conformation in the latter or the generation of steric hindrances caused by the interaction of a large molecule with the ligand (P6 is shortened compared to P8 at both ends). Data on the IgA receptor activity of the three proteins are shown in Table 2.
Влияние молекулярной формы IgA на распознавание лиганда рецепторными молекулами Р6, Р7, Р8, оценивали с использованием непрямого ИФА. Полученные в ходе работы данные указывают на весьма слабое проявление IgA-рецепторной активности белками Р6, Р7, Р8 в отношении секреторного IgA (SIgA), по сравнению со связыванием сывороточного IgA. Сывороточный IgA и SIgA уравнены по концентрации (уравнены по массе).The effect of the molecular form of IgA on ligand recognition by receptor molecules P6, P7, P8 was evaluated using indirect ELISA. The data obtained in the course of the work indicate a very weak manifestation of IgA receptor activity by proteins P6, P7, P8 against secretory IgA (SIgA), compared with the binding of serum IgA. Serum IgA and SIgA are equalized by concentration (equalized by weight).
На фиг.8 показана гистограмма, отражающая сопоставление IgA-рецепторной способности полипептидов Р6, Р7, Р8, а также сравнение связывания протеинами секреторной и сывороточной формы IgA.On Fig shows a histogram showing a comparison of the IgA receptor ability of the polypeptides P6, P7, P8, as well as a comparison of protein binding of the secretory and serum forms of IgA.
На фиг.8 (Сравнение эффективности связывания полипротеинов Р6, Р7, Р8 с сывороточным IgA и секреторным IgA):On Fig (Comparison of the binding efficiency of polyproteins P6, P7, P8 with serum IgA and secretory IgA):
А - mIgA;A is mIgA;
Б - SIgA;B - SIgA;
По оси абсцисс - полипептиды Р6, Р7, Р8;On the abscissa axis, polypeptides P6, P7, P8;
По оси ординат - оптическая плотность (OD492).The ordinate is the optical density (OD 492 ).
При изучении особенностей взаимодействия миеломных сывороточных образцов IgA1 и IgA2, в каждом случае смесь сывороток, содержащих парапротеины κ- и λ-типов, с рекомбинантными белками, был использован непрямой ИФА на адсорбированных Р6, Р7, Р8. Показано, что миеломные парапротеины иммуноглобулина А первого подкласса взаимодействуют с дериватами Вас протеина достоверно более эффективно, чем иммуноглобулин А второго подкласса.When studying the features of the interaction of myeloma serum IgA1 and IgA2 samples, in each case a mixture of sera containing κ- and λ-type paraproteins with recombinant proteins was used by indirect ELISA on adsorbed P6, P7, P8. It was shown that the myeloma paraproteins of the immunoglobulin A of the first subclass interact with the derivatives of you protein significantly more efficiently than the immunoglobulin A of the second subclass.
Отмечены особенности в поведении протеинов в условиях ИФА. Полипептиды Р6 и Р8 способны вступать во взаимодействие с IgA как в растворе (ингибиторный ИФА), так и в адсорбированном состоянии (прямой, непрямой ИФА). Последнее свойство позволяет использовать их в качестве иммунохимических реагентов в ИФА, причем как в иммобилизованном виде, так и в роли выявляющих молекул при наличии ферментной метки.Features in the behavior of proteins under ELISA are noted. Polypeptides P6 and P8 are able to interact with IgA both in solution (inhibitory ELISA) and in an adsorbed state (direct, indirect ELISA). The latter property allows their use as immunochemical reagents in ELISA, both in immobilized form and in the role of detecting molecules in the presence of an enzyme label.
Также рассмотрены некоторые структурные аспекты связывания иммуноглобулина А фрагментами β антигена: определено относительное положение сайта связывания на молекуле IgA (посредством непрямого и ингибиторного ИФА) - участок топографически приближен к эпитопам трех МкАт (из коллекции лаборатории гибридомной технологии ФГУ "РНЦРХТ Росмедтехнологий") 3В4, 1Н9, 1В12, установлена изменчивость сайта связывания полипептидов на молекуле IgA при анализе 10 индивидуалных миеломных парапротеинов IgA1 (непрямой ИФА), определена устойчивость этого участка к частичному изменению третичной структуры IgA. Последнее осуществлялось путем исследования влияния частичного восстановления дисульфидных связей в молекуле IgA на взаимодействие полипептидов Р6, Р8 с иммуноглобулинами этого класса. Проверка проведена под контролем МкАт. Денатурирующая обработка сывороточного IgA и чигаина дитиотреитолом привела к разрыву дисульфидных связей между α цепями молекулы IgA, в результате чего отмечено снижение связывания антителами эпитопов МкАт 1Н9 и 1В12, на выявление эпитопа ЗВ4 денатурация IgA не оказала влияния (конкурентное ингибирование). В то же время полипептиды Р6 и Р8 проявляют более выраженную IgA-рецепторную активность при взаимодействии с препаратом лиганда, обработанным дитиотреитолом, по сравнению с необработанным IgA (фиг.9). Это свидетельствует о сохранности сайта связывания после частичной денатурации, однако он претерпевает некоторые изменения. Способность протеинов Р6, Р8 связывать частично восстановленный лиганд может быть полезна для манипуляций с денатурированным IgA, в том числе для аффинного выделения самой молекулы иммуноглобулина и ее фрагментов.Some structural aspects of the binding of immunoglobulin A with β antigen fragments were also considered: the relative position of the binding site on the IgA molecule was determined (by means of indirect and inhibitory ELISA) - the site is topographically close to the epitopes of three McAt (from the collection of the laboratory of hybridoma technology Federal State Research Center for Pharmaceutical Technologies and Medical Technologies) 3B4, 1H , 1B12, the variability of the binding site of the polypeptides on the IgA molecule was determined in the analysis of 10 individual IgA1 myeloma paraproteins (indirect ELISA), the stability of this site was determined IgA partial change of the tertiary structure. The latter was carried out by studying the effect of partial reduction of disulfide bonds in an IgA molecule on the interaction of P6, P8 polypeptides with immunoglobulins of this class. The check was carried out under the control of MKAT. Denaturing treatment of serum IgA and chigain with dithiothreitol led to the disruption of disulfide bonds between the α chains of the IgA molecule, as a result of which there was a decrease in antibody binding of the McAt 1H9 and 1B12 epitopes, and IgA denaturation did not affect the detection of the CB4 epitope (competitive inhibition). At the same time, P6 and P8 polypeptides exhibit a more pronounced IgA receptor activity when interacting with a ligand preparation treated with dithiothreitol, compared with untreated IgA (Fig. 9). This indicates the safety of the binding site after partial denaturation, however, it undergoes some changes. The ability of proteins P6, P8 to bind a partially reduced ligand can be useful for manipulations with denatured IgA, including for the affinity isolation of the immunoglobulin molecule itself and its fragments.
На фиг.9 (Влияние восстановления дисульфидных связей в молекуле IgA на ее взаимодействие с рекомбинантными полипептидами Р6 и Р8):Figure 9 (Effect of the restoration of disulfide bonds in an IgA molecule on its interaction with recombinant polypeptides P6 and P8):
В - связывание Р6, Р8 с обработанным IgA;B — binding of P6, P8 to treated IgA;
Г - связывание Р6, Р8 с необработанным IgA;G - binding of P6, P8 to untreated IgA;
По оси абсцисс - полипептиды Р6, Р8;On the abscissa axis - polypeptides P6, P8;
По оси ординат - ингибирование, %.The ordinate axis shows inhibition,%.
Таким образом, исследована способность рекомбинантных дериватов Вас белка СГВ Р6, Р7, Р8 связывать IgA. Полипептиды Р6, Р7, Р8 селективно связывают все рассмотренные молекулярные формы IgA. IgA-рецепторные свойства исследуемых производных белка СГВ коррелируют со свойствами, характерными для полноразмерного Вас белка. В то же время особенности структуры каждого из трех полипептидов определяют различия между ними по IgA-связывающей активности.Thus, the ability of recombinant derivatives of you protein of HBV P6, P7, P8 to bind IgA was investigated. Polypeptides P6, P7, P8 selectively bind all considered molecular forms of IgA. The IgA receptor properties of the tested derivatives of the HBV protein correlate with the properties characteristic of a full-sized protein. At the same time, structural features of each of the three polypeptides determine the differences between them in IgA-binding activity.
Результатом изобретения являются рекомбинантные ДНК р6, р7, р8, нуклеотидные последовательности которых представлены на фиг.1, 2, 3 соответственно; рекомбинантные плазмидные ДНК pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8, представляющие собой плазмиды pQE-32, несущие рекомбинантные ДНК р6, р7, р8 соответственно; штаммы Е.coli JM109, трансформированные рекомбинантными плазмидными ДНК pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8, и экспрессирующие рекомбинантные полипептиды Р6, Р7, Р8 соответственно; рекомбинантные полипептиды Р6, Р7, Р8, имеющие аминокислотные последовательности, представленные на фиг.4, 5, 6 соответственно.The result of the invention are recombinant DNA p6, p7, p8, the nucleotide sequences of which are presented in figures 1, 2, 3, respectively; recombinant plasmid DNA pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8, which are plasmids pQE-32, carrying recombinant DNA p6, p7, p8, respectively; E. coli JM109 strains transformed with recombinant plasmid DNA pQE-p6, pQE-p7, pQE-p8, and expressing recombinant polypeptides P6, P7, P8, respectively; recombinant polypeptides P6, P7, P8 having the amino acid sequences shown in figures 4, 5, 6, respectively.
Рекомбинантные полипептиды Р6, Р7, Р8 обладают следующими свойствами:Recombinant polypeptides P6, P7, P8 have the following properties:
а) Р6, Р7, Р8 обладают способностью селективно связывать различные молекулярные формы IgA;a) P6, P7, P8 have the ability to selectively bind various molecular forms of IgA;
б) Р6, Р7, Р8 взаимодействуют с частично денатурированным IgA, причем восстановление дисульфидных связей между α-цепями молекулы не приводит к изменению взаимодействия с рекомбинантными полипептидами;b) P6, P7, P8 interact with partially denatured IgA, and the restoration of disulfide bonds between the α-chains of the molecule does not lead to a change in the interaction with recombinant polypeptides;
в) Р6 при введении в организм млекопитающим (мышам и кроликам) вызывает синтез длительно циркулирующих анти-Р6 антител;c) P6 when introduced into the body of mammals (mice and rabbits) causes the synthesis of long-circulating anti-P6 antibodies;
г) синтезируемые анти-Р6 антитела обладают протективными свойствами в отношении Streptococcus agalactiae.d) the synthesized anti-P6 antibodies have protective properties against Streptococcus agalactiae.
Ниже приводятся конкретные примеры, иллюстрирующие некоторые варианты изобретения, но не ограничивающие его.The following are specific examples illustrating some embodiments of the invention, but not limiting it.
Пример 1. Получение фрагмента ДНК р6 методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) на основе гена вас, кодирующего поверхностный Вас белок СГВExample 1. Obtaining a p6 DNA fragment by the method of polymerase chain reaction (PCR) based on the gene you , which encodes a surface you protein HBV
ДНК-фрагмент р6 амплифицировали с использованием пары праймеров Pr6-Pr3, фланкирующей эту нуклеотидную последовательность. В ходе работы к 0,25 мкг геномной ДНК, выделенной фенольно-хлороформной экстракцией из штамма СГВ 219/4849 Ibc серотипа, добавляли по 10 пикомолей каждого из специфических праймеров (Pr3, Pr6), буфер для полимеразы с содержанием магния, по 2 мМ каждого из 4 дезоксирибонуклеотидтрифосфатов, объем доводили водой до 50 мкл. Добавляли по 1 мкл теромостабильной ДНК полимеразы. На поверхность жидкости наслаивали 40 мкл минерального масла. Смесь инкубировали 3 минуты при +94°С. Пробирки помещали в амплификатор «Терцик» (Россия). Прибор программировали на цикл денатурации +94°С на 1 минуту, цикл отжига - от 42°С до 44°С (в зависимости от Г-Ц состава праймеров), цикл синтеза ДНК +72°С на 1 минуту. Последовательность таких циклов повторялась 30 раз. Олигонуклеотидные праймеры приведены в Таблице 1.The p6 DNA fragment was amplified using a pair of Pr6-Pr3 primers flanking this nucleotide sequence. In the course of work, 10 picomoles of each specific primer (Pr3, Pr6), a polymerase buffer with magnesium content, 2 mM each, were added to 0.25 μg of genomic DNA isolated by phenol-chloroform extraction from the IHC serotype 219/4849 Ibc strain. of 4 deoxyribonucleotide triphosphates, the volume was adjusted with water to 50 μl. 1 μl of thermostable DNA polymerase was added. 40 μl of mineral oil was layered on the surface of the liquid. The mixture was incubated for 3 minutes at + 94 ° C. The tubes were placed in a Tercik amplifier (Russia). The device was programmed for a denaturation cycle of + 94 ° C for 1 minute, an annealing cycle from 42 ° C to 44 ° C (depending on the G-C composition of the primers), and a DNA synthesis cycle of + 72 ° C for 1 minute. The sequence of such cycles was repeated 30 times. Oligonucleotide primers are shown in Table 1.
Анализ результатов ПЦР осуществлен при помощи электрофореза в агарозном геле.Analysis of the PCR results was carried out using agarose gel electrophoresis.
Пример 2. Получение фрагмента ДНК p7 методом полимеразной цепной реакции на основе гена вас, кодирующего поверхностный Вас белок СГВExample 2. Obtaining a p7 DNA fragment by the method of polymerase chain reaction based on the gene you , coding for surface you protein HBV
ДНК-фрагменты р71, р72 амплифицировали с использованием соответствующих пар праймеров Pr5-Pr2, Pr7-Pr8, фланкирующих указанные нуклеотидные последовательности по методике, описанной в примере 1.The DNA fragments p71, p72 were amplified using the corresponding pairs of primers Pr5-Pr2, Pr7-Pr8, flanking these nucleotide sequences according to the procedure described in example 1.
Анализ результатов ПЦР осуществлен при помощи электрофореза в агарозном геле.Analysis of the PCR results was carried out using agarose gel electrophoresis.
Выделенные из агарозы фрагменты р71 и р72 размером 382 н.п. и 992 н.п. подверглись обработке рестриктазой ЕсоМ, а затем были лигированы друг с другом, что привело к образованию нуклеотидной последовательности р7 (1353 н.п.), содержащей сайт EcoRI и кодирующей полипептид с измененной областью MLKRIQ.381 bp p71 and p72 fragments isolated from agarose and 992 n.p. were subjected to restriction enzyme treatment with EcoM, and then were ligated with each other, which led to the formation of the p7 nucleotide sequence (1353 bp) containing the EcoRI site and encoding a polypeptide with a modified MLKRIQ region.
Пример 3. Получение фрагмента ДНК p8 методом полимеразной цепной реакции на основе гена вас, кодирующего поверхностный Вас белок СГВExample 3. Obtaining a p8 DNA fragment by the method of polymerase chain reaction based on the gene you , encoding the surface of you protein HBV
ДНК-фрагмент р8 амплифицировали с использованием пары праймеров Pr5-Pr8, фланкирующей эту нуклеотидную последовательность, по методике, описанной в примере 1.The p8 DNA fragment was amplified using a pair of Pr5-Pr8 primers flanking this nucleotide sequence according to the procedure described in Example 1.
Анализ результатов ПЦР осуществлен при помощи электрофореза в агарозном геле.Analysis of the PCR results was carried out using agarose gel electrophoresis.
Помимо EcoRI сайта в последовательности праймеров, приведенных в таблице 1, не были заложены участки распознавания других рестриктаз, поскольку в дальнейшем нуклеотидные последовательности р6, р7, р8 лигировали с коммерческими векторами pGEM-T Easy (Promega, USA), не требующими наличия сайтов рестрикции.In addition to the EcoRI site, the recognition sites of other restriction enzymes were not included in the primer sequence shown in Table 1, since the p6, p7, p8 nucleotide sequences were subsequently ligated with commercial pGEM-T Easy vectors (Promega, USA) that did not require restriction sites.
Пример 4. Анализ результатов ПЦР при помощи электрофореза в агарозном гелеExample 4. Analysis of the results of PCR using electrophoresis in agarose gel
Анализ результатов ПЦР осуществлен путем разделения фрагментов ДНК в 1% агарозном геле при помощи горизонтального электрофореза (фиг.10, 11, 12). Выделение искомых амплифицированных участков ДНК проведено с использованием набора «QIAquick Gel Extraction Kit» (Qiagen, США).Analysis of the PCR results was carried out by separation of DNA fragments in a 1% agarose gel using horizontal electrophoresis (figure 10, 11, 12). The selection of the desired amplified DNA sections was carried out using the QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen, USA).
Анализ размеров полученных фрагментов ДНК проводили исходя из сравнения их электрофоретической подвижности с электрофоретической подвижностью маркера молекулярных весов (фрагменты ДНК Sph I - Pst I фага лямбда дикого типа).The analysis of the sizes of the obtained DNA fragments was carried out based on a comparison of their electrophoretic mobility with the electrophoretic mobility of the molecular weight marker (DNA fragments Sph I - Pst I phage wild-type lambda).
На фиг.10 (Электрофореграмма амплифицированных ДНК-фрагментов р6):Figure 10 (Electrophoregram of amplified DNA fragments of p6):
1 - маркер, ДНК фага дикого типа + Sph I + Pst I;1 - marker, wild-type phage DNA + Sph I + Pst I;
2 - р6 + Sph I + Pst I.2 - p6 + Sph I + Pst I.
В результате полимеразной цепной реакции с праймерами Pr6-Pr3 ожидаемый размер ДНК-фрагмента гена вас с 406 п.н. по 1287 п.н. составил 882 п.н., что продемонстрировано на фиг.10.As a result of the polymerase chain reaction with Pr6-Pr3 primers, the expected size of the DNA fragment of you gene with 406 bp 1287 bp amounted to 882 bp, as shown in Fig.10.
На фиг.11 (Электрофореграмма амплифицированных ДНК-фрагментов р7):11 (Electrophoregram of amplified p7 DNA fragments):
1 - маркер, ДНК фага дикого типа + Sph I + Pst I;1 - marker, wild-type phage DNA + Sph I + Pst I;
2 - р71 + Sph I + Pst I, p72 + Sph I + Pst I.2 - p71 + Sph I + Pst I, p72 + Sph I + Pst I.
В результате полимеразной цепной реакции с праймерами Pr5-Pr2 и Pr7-Pr8 ожидаемые размеры ДНК-фрагментов гена вас с 301 п.н. по 682 п.н. и с 662 п.н. по 1653 п.н. составили 382 п.н. и 992 п.н. соответственно, что продемонстрировано на фиг.11.As a result of the polymerase chain reaction with primers Pr5-Pr2 and Pr7-Pr8, the expected sizes of DNA fragments of you gene with 301 bp 682 bp each and from 662 bp 1653 bp each amounted to 382 bp and 992 bp respectively, as shown in FIG. 11.
На фиг.12 (Электрофореграмма амплифицированных ДНК-фрагментов р8):On Fig (Electrophoregram amplified DNA fragments of p8):
1 - маркер, ДНК фага дикого типа + Sph I + Pst I;1 - marker, wild-type phage DNA + Sph I + Pst I;
2 - р8 + Sph I + Pst I.2 - p8 + Sph I + Pst I.
В результате полимеразной цепной реакции с праймерами Pr5-Pr8 размер ДНК-фрагмента гена вас с 301 п.н. по 1653 п.н. составил 1353 п.н., что продемонстрировано на фиг.12.As a result of the polymerase chain reaction with Pr5-Pr8 primers, the size of the DNA fragment of you gene with 301 bp 1653 bp each amounted to 1353 bp, as shown in Fig.12.
Пример 5. Клонирование ДНК-фрагмента р6 в систему экспрессионных векторов pQE30/31/32Example 5. Cloning of the p6 DNA fragment into the pQE30 / 31/32 expression vector system
Плазмиды pQE30/31/32 (3462 п.н., 3462 п.н., 3463 п.н., The QIAexpress System, Qiagen, США), в которые будет клонирована выделенная из агарозы вставка р6 (882 п.н.), предварительно были обработаны наряду с фрагментом р6 ферментами SphI и PstI, что привело к образованию липких концов (0.25 мкг ДНК растворяли в 16 мкл H2O, добавляли 2 мкл соответствующего буфера и 1 ед. рестриктазы). Продукты рестрикции разделяли с помощью горизонтального электрофореза в 1% агарозном геле, а затем выделяли из агарозы с помощью набора «QIAquick Gel Extraction Kit» (Qiagen, США).Plasmids pQE30 / 31/32 (3462 bp, 3462 bp, 3463 bp, The QIAexpress System, Qiagen, USA) into which the p6 insert extracted from agarose will be cloned (882 bp) were pretreated along with the p6 fragment with SphI and PstI enzymes, leading to the formation of sticky ends (0.25 μg of DNA was dissolved in 16 μl of H 2 O, 2 μl of the corresponding buffer and 1 unit of restrictase were added). Restriction products were separated by horizontal electrophoresis on a 1% agarose gel, and then isolated from agarose using the QIAquick Gel Extraction Kit (Qiagen, USA).
Смешивали в соотношении 4:1 по 30 мкл подготовленного ДНК-фрагмента р6 и по 2 мкл одной из подготовленных плазмид pQE30/31/32, добавляли 5 мкл десятикратного лигазного буфера и 1 мкл лигазы фага Т4. Далее инкубировали при 4°С в течение 12 часов, предварительно доведя объем смеси водой до 50 мкл.Mixed in a 4: 1 ratio of 30 μl of the prepared p6 DNA fragment and 2 μl of one of the prepared plasmids pQE30 / 31/32, 5 μl of ten-fold ligase buffer and 1 μl of phage T4 ligase were added. Then they were incubated at 4 ° C for 12 hours, after which the volume of the mixture was previously adjusted to 50 μl with water.
В результате лигирования были получены три варианта рекомбинантных плазмидных ДНК, несущих нуклеотидную последовательность р6 и один из векторов pQE30/31/32.As a result of ligation, three variants of recombinant plasmid DNA were obtained that carried the p6 nucleotide sequence and one of the vectors pQE30 / 31/32.
Пример 6. Клонирование ДНК-фрагмента р7 в систему экспрессионных векторов pQE30/31/32Example 6. Cloning of the p7 DNA fragment into the pQE30 / 31/32 expression vector system
Выделенный из агарозы фрагмента p7 (1353 н.п.) клонировали в систему экспрессионных векторов pQE30/31/32, как это описано в примере 5.The p7 fragment (1353 bp) isolated from agarose was cloned into the pQE30 / 31/32 expression vector system, as described in Example 5.
В результате лигирования ДНК-фрагмента р7 и pQE30/31/32 были получены три варианта рекомбинантных плазмидных ДНК, несущих нуклеотидную последовательность p6 и один из векторов pQE30/31/32.As a result of ligation of the p7 DNA fragment and pQE30 / 31/32, three variants of recombinant plasmid DNA were obtained that carried the p6 nucleotide sequence and one of the pQE30 / 31/32 vectors.
Пример 7. Клонирование ДНК-фрагмента р8 в систему экспрессионных векторов pQE30/31/32Example 7. Cloning of the p8 DNA fragment into the pQE30 / 31/32 expression vector system
Выделенный из агарозы фрагмент р8 (1353 н.п.) клонировали в систему экспрессионных векторов pQE30/31/32, как это описано в примере 5.The p8 fragment (1353 bp) isolated from agarose was cloned into the pQE30 / 31/32 expression vector system, as described in Example 5.
В результате лигирования ДНК-фрагмента р8 и pQE30/31/32 были получены три варианта рекомбинантных плазмидных ДНК, несущих нуклеотидную последовательность p6 и один из векторов pQE30/31/32.As a result of ligation of the p8 DNA fragment and pQE30 / 31/32, three variants of recombinant plasmid DNA were obtained that carried the p6 nucleotide sequence and one of the pQE30 / 31/32 vectors.
Пример 8. Выделение и очистка рекомбинантного полипептида Р6Example 8. Isolation and purification of recombinant P6 polypeptide
Культуры штамма Escherichia coli JM109, способные синтезировать рекомбинантный полипептид Р6, выращивали в небольшом объеме стерильной среды (по 10 мл) Terrific broth с добавлением ампициллина (до конечной концентрации 100 мкг/мл) и канамицина (до конечной концентрации 25 мкг/мл) в течение 16-18 часов при сильном встряхивании в термостате, 37°С. Затем полученную культуру добавили в соотношении 1:50 к свежей стерильной среде с содержанием ампициллина (100 мкг/мл) и канамицина (25 мкг/мл). Выращивали в тех же условиях в течение 3-4 часов до достижения жидкостью оптической плотности OD600 0,6-0,8. Для индукции экспрессии протеина добавляли 1М раствор IPTG до конечной концентрации 1 мМ и выращивали при тех же условиях 4 часа. После - клетки осаждали центрифугированием (3000 об/мин, 15-20 мин, 4°С) и ресуспендировали в однократном связывающем буфере А (8Х=4М NaCl; 160 mM Tris-HCl pH 7.9; 40 mM Imidazole, pH 7.9). Лизис клеток был осуществлен на ультразвуковом дезинтеграторе (УЗДН-1У4.2, СССР). Ультразвуковой импульс воздействовал на культуры три раза в течение 10-15 секунд. Между импульсами культуры помещали в лед на 1-2 минуты. Обломки клеток отделяли от лизата культуры в течение 15 минут центрифугированием при 20000 об/мин, 4°С. Далее выделение и очистка рекомбинантного полипептида производилась с помощью аффинной хроматографии. Отфильтрованный лизат наносили на колонку с предварительно восстановленным сорбентом Ni-NTA-агарозой, промытой буфером А до тех пор, пока значения OD280 выходящего раствора не были меньше, чем 0,01. Полипептид элюировали однократным буфером Б, pH 7.9 (4Х=2М NaCl; 400 mM EDTA; 80 mM Tris-HCl pH 7.9), содержащим 400 тМ EDTA. Отобрали 4 фракции элюатов, по 500 мкл каждая. Анализ проб на содержание протеина проведен методом SDS-электрофореза в полиакриламидном геле. Фракции с полипептидом очищены от элюирующего буфера диализом против фосфатного буферного раствора, рН 7,4 (PBS-8g NaCl, 0.2g KCl, 1,44g Na2HPO4, 0.24g KH2PO4 растворяют в 800 мл дистиллированной воды, доводят рН до 7.4 с помощью HCl, добавляют воду до 1 л).Cultures of the Escherichia coli strain JM109 capable of synthesizing the recombinant P6 polypeptide were grown in a small volume of sterile medium (10 ml each) of Terrific broth with the addition of ampicillin (to a final concentration of 100 μg / ml) and kanamycin (to a final concentration of 25 μg / ml) for 16-18 hours with strong shaking in a thermostat, 37 ° C. Then, the resulting culture was added in a ratio of 1:50 to a fresh sterile medium containing ampicillin (100 μg / ml) and kanamycin (25 μg / ml). Grown under the same conditions for 3-4 hours until the liquid reaches an optical density of OD 600 0.6-0.8. To induce protein expression, a 1M IPTG solution was added to a final concentration of 1 mM and grown under the same conditions for 4 hours. After that, the cells were precipitated by centrifugation (3000 rpm, 15-20 min, 4 ° С) and resuspended in a single binding buffer A (8X = 4 M NaCl; 160 mM Tris-HCl pH 7.9; 40 mM Imidazole, pH 7.9). Cell lysis was carried out on an ultrasonic disintegrator (UZDN-1U4.2, USSR). An ultrasonic pulse applied to the culture three times within 10-15 seconds. Between pulses, cultures were placed in ice for 1-2 minutes. Cell debris was separated from the culture lysate for 15 minutes by centrifugation at 20,000 rpm, 4 ° C. Further, the isolation and purification of the recombinant polypeptide was carried out using affinity chromatography. The filtered lysate was applied to a column of pre-reduced sorbent Ni-NTA agarose washed with buffer A until the OD 280 values of the resulting solution were less than 0.01. The polypeptide was eluted with a single buffer B, pH 7.9 (4X = 2M NaCl; 400 mM EDTA; 80 mM Tris-HCl pH 7.9) containing 400 tM EDTA. 4 fractions of eluates were taken, 500 μl each. Analysis of samples for protein content was performed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. Fractions with the polypeptide were purified from the elution buffer by dialysis against phosphate buffered saline, pH 7.4 (PBS-8g NaCl, 0.2g KCl, 1.44g Na 2 HPO 4 , 0.24g KH 2 PO 4 were dissolved in 800 ml of distilled water, adjusted to pH to 7.4 with HCl, add water to 1 l).
На фиг.13 показана электрофореграмма рекомбинантного полипептида Р6 на различных стадиях выделения и очистки.13 shows an electrophoregram of recombinant P6 polypeptide at various stages of isolation and purification.
На фиг.13 (Электрофореграмма рекомбинантного полипептида Р6):On Fig (Electrophoregram of recombinant P6 polypeptide):
1 - маркер молекулярных весов;1 - molecular weight marker;
2 - фракция чистого рекомбинантного полипептида Р6;2 - fraction of pure recombinant P6 polypeptide;
3 - проба после промывки сорбента буфером А рН 7.9 от несвязавшихся с ним белков;3 - sample after washing the sorbent with buffer A, pH 7.9, from unbound proteins;
4 - лизат клеток Escherichia coli JM109 до нанесения на колонку;4 - cell lysate of Escherichia coli JM109 before applying to the column;
5 - лизат после прохождения через колонку.5 - lysate after passing through the column.
Результаты электрофореза позволили сделать заключение об удовлетворительном качестве очистки полипептида, а также об его молекулярной массе: Р6 - (35±0,5) кДа по сравнению с пробегом белков известной молекулярной массы (Precision Plus Protein standards (161-0373), Bio-Rad, США).The results of electrophoresis made it possible to conclude that the purification of the polypeptide is satisfactory, as well as its molecular weight: P6 - (35 ± 0.5) kDa compared to the mileage of proteins of known molecular weight (Precision Plus Protein standards (161-0373), Bio-Rad , USA).
Пример 9. Выделение и очистка рекомбинантного полипептида Р7Example 9. Isolation and purification of recombinant P7 polypeptide
Методика выделения и очистки рекомбинантного полипептида Р7 аналогична описанной в примере 8.The procedure for isolation and purification of recombinant P7 polypeptide is similar to that described in example 8.
На фиг.14 показана электрофореграмма рекомбинантного полипептида Р7 на различных стадиях выделения и очистки.On Fig shows the electrophoregram of the recombinant P7 polypeptide at various stages of isolation and purification.
На фиг.14 (Электрофореграмма рекомбинантного полипептида Р7):On Fig (Electrophoregram of recombinant P7 polypeptide):
1 - лизат после прохождения через колонку;1 - lysate after passing through the column;
2 - лизат клеток Escherichia coli JM109 до нанесения на колонку;2 - cell lysate of Escherichia coli JM109 before applying to the column;
3 - проба после промывки сорбента буфером А рН 7.9 от несвязавшихся с ним белков;3 - sample after washing the sorbent with buffer A, pH 7.9, from unbound proteins;
4 - фракция чистого рекомбинантного полипептида Р7;4 - fraction of pure recombinant P7 polypeptide;
5 - маркер молекулярных весов.5 - molecular weight marker.
Результаты электрофореза позволили сделать заключение об удовлетворительном качестве очистки полипептида, а также об его молекулярной массе: Р7 - (52±0,5) кДа по сравнению с пробегом белков известной молекулярной массы (Precision Plus Protein standards (161-0373), Bio-Rad, США).The results of electrophoresis made it possible to conclude that the purification of the polypeptide is satisfactory, as well as its molecular weight: P7 - (52 ± 0.5) kDa compared to the mileage of proteins of known molecular weight (Precision Plus Protein standards (161-0373), Bio-Rad , USA).
Пример 10. Выделение и очистка рекомбинантного полипептида Р8Example 10. Isolation and purification of recombinant P8 polypeptide
Методика выделения и очистки рекомбинантного полипептида Р8 аналогична описанной в примере 8.The procedure for isolation and purification of recombinant P8 polypeptide is similar to that described in example 8.
На фиг.15 показана электрофореграмма рекомбинантного полипептида Р8 на различных стадиях выделения и очистки.On Fig shows an electrophoregram of recombinant P8 polypeptide at various stages of isolation and purification.
На фиг.15 (Электрофореграмма рекомбинантного полипептида Р8):On Fig (Electrophoregram of recombinant P8 polypeptide):
1 - маркер молекулярных весов;1 - molecular weight marker;
2 - фракция чистого рекомбинантного полипептида Р8;2 - fraction of pure recombinant P8 polypeptide;
3 - проба после промывки сорбента буфером А рН 7.9 от несвязавшихся с ним белков;3 - sample after washing the sorbent with buffer A, pH 7.9, from unbound proteins;
4 - лизат после прохождения через колонку;4 - lysate after passing through the column;
5 - лизат клеток Escherichia coli JM109 до нанесения на колонку.5 - lysate of Escherichia coli JM109 cells before application to the column.
Результаты электрофореза позволили сделать заключение об удовлетворительном качестве очистки полипептида, а также об его молекулярной массе: Р8 - (52±0,5) кДа по сравнению с пробегом белков известной молекулярной массы (Precision Plus Protein standards (161-0373), Bio-Rad, США).The results of electrophoresis made it possible to conclude that the purification of the polypeptide is satisfactory, as well as its molecular weight: P8 - (52 ± 0.5) kDa compared to the mileage of proteins of known molecular weight (Precision Plus Protein standards (161-0373), Bio-Rad , USA).
Пример 11. Сравнение эффективности связывания полипептидов Р6, Р7, Р8 с сывороточным IgA и секреторным IgAExample 11. Comparison of the binding efficiency of polypeptides P6, P7, P8 with serum IgA and secretory IgA
Анализ IgA-рецепторной способности полипептидов по отношению к различным молекулярным формам IgA был проведен посредством непрямого ИФА при условии равенства концентраций препаратов IgA (уравнены по массе). Для проведения ИФА использовали планшеты NUNC MaxiSorb (Danemark) с повышенной сорбционной активностью.Analysis of the IgA receptor ability of polypeptides with respect to various molecular forms of IgA was carried out by indirect ELISA, provided that the concentrations of IgA preparations were equal (weighted). For ELISA, NUNC MaxiSorb (Danemark) tablets with increased sorption activity were used.
Приготовление разведенных препаратов иммуноглобулинов (сывороточный иммуноглобулин А, разведение: 1/100; очищенного секреторного IgA из молозива, разведение: 1/50) и выявляющих антител осуществляли с применением 10% раствора эмбриональной коровьей сыворотки в однократном в промывочном трис-буферном растворе с содержанием 0,05% твин-20 (РП), рН 7,4-7,5.The preparation of diluted immunoglobulin preparations (serum immunoglobulin A, dilution: 1/100; purified secretory IgA from colostrum, dilution: 1/50) and detecting antibodies was carried out using 10% fetal bovine serum in a single wash in Tris-buffer solution containing 0 05% tween-20 (RP), pH 7.4-7.5.
Удаление несвязавшихся реагентов проводили трехкратным промыванием планшетов РП, рН 7,4-7,5.Removal of unbound reagents was performed by washing the RP plates three times, pH 7.4-7.5.
Полипептиды Р6, Р7, Р8, разведенные в PBS, рН 7,4 до 5 мкг/мл, адсорбировали на планшет в течение 18 часов при 4°С. После трехкратного отмывания в планшеты вносили разведенные препараты IgA. Инкубацию проводили при 37°С в течение 1 часа. Далее планшеты трижды отмывали от несвязавшихся реагентов, вносили конъюгат антител против легких цепей (λ+κ) с пероксидазой хрена и инкубировали в течение часа при 37°С. Отмывали от несвязавшихся реагентов 4 раза.Polypeptides P6, P7, P8, diluted in PBS, pH 7.4 to 5 μg / ml, were adsorbed onto the plate for 18 hours at 4 ° C. After washing three times, diluted IgA preparations were added to the plates. Incubation was carried out at 37 ° C for 1 hour. Next, the tablets were washed three times from unbound reagents, the conjugate of antibodies against light chains (λ + κ) with horseradish peroxidase was added and incubated for 37 hours at 37 ° C. Washed from unbound
Активность фермента-метки пероксидазы хрена определяли на субстрате, состоящем из ортофенилендиамина и цитрат-фосфатного буферного раствора с перекисью рН 5,0, реакцию останавливали добавлением 2N серной кислоты. Оптическую плотность определяли при длине волны 492 нм на спектрофотометре.The activity of the enzyme label horseradish peroxidase was determined on a substrate consisting of orthophenylenediamine and a citrate-phosphate buffer solution with pH 5.0, and the reaction was stopped by the addition of 2N sulfuric acid. The optical density was determined at a wavelength of 492 nm on a spectrophotometer.
Полученные в ходе работы данные указывают на весьма слабое проявление IgA-рецепторной активности полипептидами Р6, Р7, Р8 в отношении секреторного IgA (фиг.8, Б), по сравнению со связыванием сывороточного IgA (фиг.8, А), соответственно в 2.2, 2.9 и 2.4 раза. Вероятно, секреторный компонент в SIgA экранирует часть поверхности α-цепей IgA.The data obtained during the work indicate a very weak manifestation of IgA receptor activity by P6, P7, P8 polypeptides in relation to secretory IgA (Fig. 8, B), compared with the binding of serum IgA (Fig. 8, A), respectively, in 2.2, 2.9 and 2.4 times. Probably, the secretory component in SIgA screens part of the surface of the IgA α-chains.
Пример 12. Сравнение эффективности связывания полипептидов Р6, Р7, Р8 с IgA1 и IgA2Example 12. Comparison of the binding efficiency of polypeptides P6, P7, P8 with IgA1 and IgA2
При изучении особенностей взаимодействия рекомбинантных полипептидов с миеломными сывороточными образцами IgAl и IgA2, в каждом случае смесь сывороток, содержащих парапротеины κ- и λ-типов, был использован непрямой ИФА на адсорбированных Р6, Р7, Р8.When studying the characteristics of the interaction of recombinant polypeptides with myeloma serum IgAl and IgA2 samples, in each case a mixture of sera containing κ- and λ-type paraproteins was used indirect ELISA on adsorbed P6, P7, P8.
Сывороточный миеломный IgA1(λ+κ) (1:1=IgA1λ:IgA1κ) использовали в разведениях 1:1000, 1:10000, 1:100000, 1:500000, 1:1000000.Serum myeloma IgA1 (λ + κ) (1: 1 = IgA1λ: IgA1κ) was used in dilutions of 1: 1000, 1: 10000, 1: 100000, 1: 500000, 1: 1,000,000.
Сывороточный миеломный IgA2(λ+κ) (1:1=IgA2λ:IgA2κ) использовали в разведениях 1:1000, 1:10000, 1:100000, 1:500000, 1:1000000.Serum myeloma IgA2 (λ + κ) (1: 1 = IgA2λ: IgA2κ) was used in dilutions of 1: 1000, 1: 10000, 1: 100000, 1: 500000, 1: 1,000,000.
Методика проведения опыта аналогична описанной в примере 11.The experimental technique is similar to that described in example 11.
Показано, что миеломные парапротеины иммуноглобулина А первого подкласса (фиг.16, Д) взаимодействуют с полипептидами достоверно более эффективно, чем иммуноглобулин А второго подкласса (фиг.16, Е).It was shown that the myeloma paraproteins of the immunoglobulin A of the first subclass (Fig. 16, E) interact with polypeptides significantly more effectively than the immunoglobulin A of the second subclass (Fig. 16, E).
На фиг.16 (Взаимодействие полипептидов Р6, Р7, Р8 с IgA1 и IgA2):In Fig.16 (Interaction of polypeptides P6, P7, P8 with IgA1 and IgA2):
Д - связывание полипептидов с IgA1;D - binding of polypeptides to IgA1;
Е - связывание полипептидов с IgA2;E - binding of polypeptides to IgA2;
По оси абсцисс - полипептиды Р6, Р7, Р8;On the abscissa axis, polypeptides P6, P7, P8;
По оси ординат - оптическая плотность (OD492).The ordinate is the optical density (OD 492 ).
Пример 13. Связывание сывороточного меченного IgA адсорбированными полипептидами Р6, Р7, Р8.Example 13. The binding of serum-labeled IgA adsorbed polypeptides P6, P7, P8.
Анализ IgA-рецепторной способности проведен методом прямого ИФА. Для проведения ИФА использовали планшеты NUNC MaxiSorb (Danemark) с повышенной сорбционной активностью.Analysis of IgA receptor ability was performed by direct ELISA. For ELISA, NUNC MaxiSorb (Danemark) tablets with increased sorption activity were used.
Приготовление разведенных препаратов иммуноглобулинов и выявляющих антител осуществляли с применением 10% раствора эмбриональной коровьей сыворотки в однократном РП, рН 7,4-7,5.The preparation of diluted preparations of immunoglobulins and detecting antibodies was carried out using a 10% solution of fetal bovine serum in a single RP, pH 7.4-7.5.
Удаление несвязавшихся реагентов проводили трехкратным промыванием планшетов РП, рН 7,4-7,5.Removal of unbound reagents was performed by washing the RP plates three times, pH 7.4-7.5.
Полипептиды Р6, Р7, Р8, разведенные в PBS, рН 7,4 до 5 мкг/мл, адсорбировали на планшет в течение 18 часов при 4°С. После трехкратного отмывания в планшеты вносили разведенный меченый IgA. Инкубацию проводили при 37°С в течение 1 часа. Далее планшеты 4 раза отмывали от несвязавшихся реагентов.Polypeptides P6, P7, P8, diluted in PBS, pH 7.4 to 5 μg / ml, were adsorbed onto the plate for 18 hours at 4 ° C. After washing three times, diluted labeled IgA was added to the plates. Incubation was carried out at 37 ° C for 1 hour. Next, the tablets were washed 4 times from unbound reagents.
Активность фермента-метки пероксидазы хрена определяли на субстрате, состоящем из ортофенилендиамина и цитрат-фосфатного буферного раствора с перекисью рН 5,0, реакцию останавливали добавлением 2N серной кислоты. Оптическую плотность определяли при длине волны 492 нм на спектрофотометре.The activity of the enzyme label horseradish peroxidase was determined on a substrate consisting of orthophenylenediamine and a citrate-phosphate buffer solution with pH 5.0, and the reaction was stopped by the addition of 2N sulfuric acid. The optical density was determined at a wavelength of 492 nm on a spectrophotometer.
Исследуемые полипептиды обладают IgA-рецепторной активностью в отношении меченного сывороточного IgA, причем количество лиганда, связанного протеином Р6, выше, чем у Р8 (табл.2, статистическая достоверность различий отмечена при разведении препарата IgA в 3000 раз). Возможно, причина кроется в размере белков - по сравнению с Р8 протеин Р6 укорочен с обоих концов, что, вероятно, дает последнему преимущество с точки зрения пространственной доступности. Эффективность взаимодействия Р7 с молекулой антитела минимальна (табл.2), что может быть следствием аминокислотных замен в IgA-связывающей области.The studied polypeptides have IgA receptor activity against labeled serum IgA, and the amount of ligand bound by protein P6 is higher than that of P8 (Table 2, the statistical significance of the differences was noted when the IgA preparation was diluted 3000 times). Perhaps the reason lies in the size of the proteins - compared to P8, the P6 protein is shortened at both ends, which probably gives the latter an advantage in terms of spatial availability. The efficiency of the interaction of P7 with the antibody molecule is minimal (Table 2), which may be due to amino acid substitutions in the IgA-binding region.
Пример 14. Связывание сывороточного меченного IgA полипептидами Р6, Р7, Р8 в раствореExample 14. The binding of serum labeled IgA polypeptides P6, P7, P8 in solution
Для проведения ИФА использовали планшеты NUNC MaxiSorb (Danemark) с повышенной сорбционной активностью.For ELISA, NUNC MaxiSorb (Danemark) tablets with increased sorption activity were used.
Приготовление разведенных препаратов иммуноглобулинов и выявляющих антител осуществляли с применением 10% раствора эмбриональной коровьей сыворотки в однократном РП, рН 7,4-7,5.The preparation of diluted preparations of immunoglobulins and detecting antibodies was carried out using a 10% solution of fetal bovine serum in a single RP, pH 7.4-7.5.
Удаление несвязавшихся реагентов проводили трехкратным промыванием планшетов РП, рН 7,4-7,5.Removal of unbound reagents was performed by washing the RP plates three times, pH 7.4-7.5.
Полипептиды в концентрации 5 мкг/мл инкубировали с меченым IgA, разведенным в 3, 6 и 12 тысяч раз, в течение 2 часов при комнатной температуре на шейкере. Эту смесь вносили в планшеты с иммобилизованными рекомбинантными полипептидами (иммобилизация проводилась по стандартной схеме, описанной в примере 11), час инкубации при 37°С. Производили четырехкратную отмывку планшетов и определяли активность фермента-метки пероксидазы хрена (как описано в примере 11).Polypeptides at a concentration of 5 μg / ml were incubated with labeled IgA diluted 3, 6 and 12 thousand times for 2 hours at room temperature on a shaker. This mixture was introduced into tablets with immobilized recombinant polypeptides (immobilization was carried out according to the standard scheme described in example 11), an hour of incubation at 37 ° C. The plates were washed four times and the horseradish peroxidase tag enzyme activity was determined (as described in Example 11).
В ходе эксперимента происходит ингибирование полипептидами Р6, Р7, Р8, находящимися в растворе (предварительно проинкубированными в течение двух часов при комнатной температуре с меченным IgA), взаимодействия меченного IgA с адсорбированными рекомбинантными молекулами.During the experiment, the inhibition of polypeptides P6, P7, P8 in solution (pre-incubated for two hours at room temperature with labeled IgA), the interaction of labeled IgA with adsorbed recombinant molecules occurs.
В наибольшей степени это выражено у Р6 и Р8 (фиг.17) - ингибиторный эффект в пределах 70-90%. Слабая IgA-рецепторная активность адсорбированного полипептида Р7 не позволила сделать однозначное заключение об ингибиторной способности протеина в растворе. Возможно, причина - особенность пространственной конфигурации белка Р7, обусловленная наличием двух аминокислотных замен. Таким образом, рекомбинантные молекулы Р6 и Р8 обладают IgA-рецепторной способностью как в адсорбированном состоянии, так и в растворе.This is most pronounced in P6 and P8 (Fig.17) - the inhibitory effect in the range of 70-90%. The weak IgA receptor activity of the adsorbed P7 polypeptide did not allow an unambiguous conclusion about the inhibitory ability of the protein in solution. Perhaps the reason is a feature of the spatial configuration of the P7 protein, due to the presence of two amino acid substitutions. Thus, the recombinant molecules P6 and P8 have an IgA receptor ability both in the adsorbed state and in solution.
На фиг.17 (Сопоставление эффективности связывания IgA адсорбированными полипептидами Р6, Р7, Р8 и полипептидами Р6, Р7, Р8 в растворе):On Fig (Comparison of the efficiency of IgA binding by adsorbed P6, P7, P8 polypeptides and P6, P7, P8 polypeptides in solution):
Треугольник - Р6;Triangle - P6;
Ромб - Р8;Lozenge - P8;
Квадрат - Р7;Square - P7;
По оси абсцисс - разведение меченного сывороточного IgA, тыс. раз;The abscissa shows the dilution of labeled serum IgA, thousand times;
По оси ординат - ингибирование, %.The ordinate axis shows inhibition,%.
Пример 15. Изучение положения сайта связывания полипептидов Р6, Р7, Р8 на молекуле IgA с помощью моноклональных антител (МкАт)Example 15. The study of the position of the binding site of the polypeptides P6, P7, P8 on the IgA molecule using monoclonal antibodies (Mkat)
Для проведения ИФА использовали планшеты NUNC MaxiSorb (Danemark) с повышенной сорбционной активностью.For ELISA, NUNC MaxiSorb (Danemark) tablets with increased sorption activity were used.
Приготовление разведенных препаратов иммуноглобулинов и выявляющих антител осуществляли с применением 10% раствора эмбриональной коровьей сыворотки в однократном РП, рН 7,4-7,5.The preparation of diluted preparations of immunoglobulins and detecting antibodies was carried out using a 10% solution of fetal bovine serum in a single RP, pH 7.4-7.5.
Удаление несвязавшихся реагентов проводили трехкратным промыванием планшетов РП, рН 7,4-7,5.Removal of unbound reagents was performed by washing the RP plates three times, pH 7.4-7.5.
С целью определения положения сайта связывания была использована коллекция из 9 меченных пероксидазой хрена МкАт (предоставлены лабораторией гибридомной технологии ФГУ «РНЦРХТ Росмедтехнологий»). МкАт связывают различные высококонсервативные антигенные детерминанты тяжелой цепи IgA. Положение сайта связывания с полипептидами оценивали относительно эпитопов МкАт, в том числе решено было установить: есть ли среди МкАт реагенты, конкурирующие с белками за связывание с IgA.In order to determine the position of the binding site, a collection of 9 horseradish peroxidase-labeled MkAt was used (provided by the hybridoma technology laboratory of the Federal Research Center for Chemistry and Technology of Rosmedtechnology). McAb bind various highly conserved antigenic determinants of the IgA heavy chain. The position of the binding site with the polypeptides was evaluated relative to the McAt epitopes, and it was decided to establish whether among the McAb there are reagents competing with proteins for binding to IgA.
В связи с этим осуществлено два варианта постановки ИФА:In this regard, two versions of the ELISA were carried out:
1. Предварительное связывание меченного IgA с МкАт с последующим переносом на адсорбированные полипептиды Р6, Р7, Р8 (ингибиторный ИФА).1. Preliminary binding of labeled IgA with MkAt, followed by transfer to adsorbed polypeptides P6, P7, P8 (inhibitory ELISA).
2. Связывание сывороточного IgA (пул сывороток здоровых доноров) с адсорбированными протеинами Р6, Р7, Р8 и последующее взаимодействие с МкАт (непрямой ИФА).2. The binding of serum IgA (pool of serum healthy donors) with adsorbed proteins P6, P7, P8 and subsequent interaction with Mkat (indirect ELISA).
Постановка ингибиторного ИФА проходила следующим образом: полипептиды в концентрации 5 мкг/мл были адсорбированы на планшет (иммобилизация проводилась по стандартной схеме, описанной в примере 11), а затем к ним добавлена (по 100 мкл в каждую ячейку) заранее проинкубированная смесь (в соотношении 1:1, инкубация при комнатной температуре (22°С) на шейкере в течение двух часов) из меченного пероксидазой хрена IgA (рабочее разведение 1/3000) и одного из МкАт (каждый образец МкАт взят в двух концентрациях 10 мкг/мл и 50 мкг/мл). Инкубацию иммобилизованных полипептидов со смесью МкАт и меченого IgA проводили в течение 20 минут при 37°С. В ходе работы проведена проверка влияния моноклональных антител на взаимодействие меченного IgA с протеинами Р6, Р7, Р8. О результате судили по наличию пероксидазной активности фермента-метки IgA, который связался с адсорбированными молекулами белков (как описано в примере 11).The formulation of inhibitory ELISA was as follows: polypeptides at a concentration of 5 μg / ml were adsorbed onto the plate (immobilization was carried out according to the standard scheme described in example 11), and then a pre-incubated mixture was added to them (100 μl per cell) (in the ratio 1: 1, incubation at room temperature (22 ° C) on a shaker for two hours) from peroxidase-labeled IgA horseradish (working
Ингибиторный ИФА позволил выявить среди МкАт реагенты, интерферирующие с полипептидами за связывание с IgA - это МкАт 1В12, 1Н9, 3В4, способные снижать на 60-90% IgA-рецепторную активность производных Вас белка Р6, Р7, Р8 (фиг.18).Inhibitory ELISA made it possible to identify reagents among MkAt that interfere with polypeptides for binding to IgA - it is MkAt 1B12, 1H9, 3B4, capable of reducing IgA receptor activity of P6, P7, P8 protein derivatives by 60-90% (Fig. 18).
На фиг.18 (Ингибирование МкАт связывания сывороточного меченного IgA с Р6, Р7, Р8):On Fig (Inhibition of MKAT binding of serum labeled IgA with P6, P7, P8):
Треугольник - Р6;Triangle - P6;
Ромб - Р8;Lozenge - P8;
Квадрат - Р7;Square - P7;
По оси абсцисс - шифры МкАт (использованы в двух концентрациях 10 и 50 мкг/мл);On the abscissa axis are MkAt ciphers (used in two concentrations of 10 and 50 μg / ml);
По оси ординат - ингибирование, %.The ordinate axis shows inhibition,%.
На основе полученных результатов были высказаны следующие предположения (относительно МкАт 1В12, 1Н9, 3В4).Based on the results obtained, the following assumptions were made (regarding MKat 1B12, 1H9, 3B4).
Во-первых, МкАт могут распознавать тот же участок IgA, который связывают рекомбинантные протеины Р6, Р7, Р8, препятствуя таким образом взаимодействию рекомбинантных белков с их антигенными детерминантами на молекуле иммуноглобулина.First, McAb can recognize the same IgA site that the recombinant proteins P6, P7, P8 bind, thus preventing the interaction of recombinant proteins with their antigenic determinants on the immunoglobulin molecule.
Во-вторых, существует вероятность, что МкАт распознают участок лиганда, топографически приближенный к сайту связывания Р6, Р7, Р8. При реализации такого варианта образование комплекса одного из антител с меченным IgA могло бы привести к возникновению стерических трудностей для реализации фрагментами белка Вас IgA-рецептроной активности.Secondly, it is likely that Mabs recognize a ligand region that is topographically close to the binding site P6, P7, P8. When implementing this option, the formation of a complex of one of the antibodies with labeled IgA could lead to steric difficulties for the implementation of fragments of the protein by you IgA-receptron activity.
В-третьих, МкАт, возможно, при взаимодействии с лигандом вызывают конформационные изменения молекулы IgA, которые изменяют сайт связывания. Эти модификации препятствуют в дальнейшем взаимодействию белков Р6, Р7, Р8 с иммуноглобулином.Thirdly, MkAt, possibly when interacting with the ligand, cause conformational changes in the IgA molecule, which change the binding site. These modifications impede the further interaction of P6, P7, P8 proteins with immunoglobulin.
С целью подтверждения одного из высказанных выше предположений был поставлен непрямой ИФА. Выявление немеченных МкАт (концентрация 1 мкг/мл) проводили меченными поликлональными антителами кролика. Методика проведения опыта аналогична описанной в примере 11. Этот вариант постановки ИФА продемонстрировал, что предварительное связывание IgA с Р6, Р7, Р8 в основном не препятствовало связыванию МкАт с IgA - ингибирование было незначительным и составляло не более 30-40% (фиг.19).In order to confirm one of the above assumptions, an indirect ELISA was performed. Identification of unlabeled MkAt (
На фиг.19 (Ингибирование взаимодействием меченого IgA с адсорбированными полипептидами Р6, Р7, Р8 связывания МкАт с IgA):On Fig (Inhibition by the interaction of labeled IgA with adsorbed polypeptides P6, P7, P8 binding of McAt to IgA):
Треугольник - Р6;Triangle - P6;
Ромб - Р8;Lozenge - P8;
Квадрат - Р7;Square - P7;
По оси абсцисс - шифры МкАт;On the abscissa axis are MkAt ciphers;
По оси ординат - ингибирование, %.The ordinate axis shows inhibition,%.
Результаты ингибиторного ИФА, на первый взгляд, противоречат результатам, полученным после постановки непрямого ИФА - предварительное связывание IgA полипептидами не препятствовало последующему взаимодействию иммуноглобулина с МкАт.The results of inhibitory ELISA, at first glance, contradict the results obtained after the indirect ELISA - preliminary binding of IgA polypeptides did not interfere with the subsequent interaction of immunoglobulin with MkAt.
Одной из гипотез, объясняющих такое несоответствие, может быть ранее высказанное предположение о близком расположении эпитопов, связывающих МкАт (3В4, 1Н9, 1В12), и участков связывания полипептидов на IgA. Основанием послужили результаты непрямого ИФА, свидетельствующие о принципиальной возможности одновременного связывания любого из трех МкАт 1В12, 1Н9, 3В4 и любого из полипептидов Р6, Р7, Р8 с молекулой IgA.One of the hypotheses explaining this discrepancy may be the earlier suggestion that the epitopes binding MkAt (3B4, 1H9, 1B12) and the binding sites of polypeptides on IgA are close. The basis was the results of indirect ELISA, indicating the fundamental possibility of the simultaneous binding of any of the three McAt 1B12, 1H9, 3B4 and any of the polypeptides P6, P7, P8 with an IgA molecule.
Таким образом, показана топографическая близость областей на молекуле IgA, взаимодействующих с полипептидами Р6, Р7, Р8 и тремя МкАт.Thus, the topographic proximity of the regions on the IgA molecule interacting with P6, P7, P8 polypeptides and three McAt is shown.
Пример 16. Исследование консервативности структуры сайта связывания полипептидов Р6, Р7, Р8 на молекуле IgAExample 16. The study of the conservation of the structure of the binding site of the polypeptides P6, P7, P8 on the IgA molecule
Вследствие возможных мутаций в генах опухолевых плазматических клеток их продукты могут значительно отличаться от молекул иммуноглобулинов, продуцируемых клетками, не затронутыми опухолью. Есть вероятность того, что при наличии мутации в генах, кодирующих тяжелые цепи IgA, будет затронут и сайт связывания рекомбинантных белков Р6, Р7, Р8.Due to possible mutations in the genes of tumor plasma cells, their products may differ significantly from immunoglobulin molecules produced by cells not affected by the tumor. It is likely that if there is a mutation in the genes encoding the IgA heavy chains, the binding site of the recombinant proteins P6, P7, P8 will also be affected.
В качестве основного метода исследования был выбран непрямой ИФА на адсорбированных рекомбинантных полипептидах Р6, Р7, Р8, выявление иммуноглобулинов, связавшихся с антигенами осуществлялось с помощью меченных МкАт против легких цепей. Использована панель из 12 индивидуальных миеломных образцов: 10 IgA1 и 2 IgA2. Контроль размера М-пика (интенсивность окраски полосы, соответствующей парапротеину) был проведен с помощью нативного электрофореза в агарозном геле. Электрофорез IgA1- и IgA2-миеломных сывороток показал наличие М-пиков во всех сыворотках и различия по физико-химическим свойствам между парапротеинами. Поскольку точная концентрация парапротеинов в индивидуальных миеломных сыворотках не известна, в ходе работы было использовано по два разведения каждого образца: в 10 тысяч раз и в 100 тысяч раз. Методика проведения опыта аналогична описанной в примере 11.Indirect ELISA on adsorbed recombinant polypeptides P6, P7, P8 was chosen as the main research method. The identification of immunoglobulins bound to antigens was carried out using labeled McAbs against light chains. A panel of 12 individual myeloma samples was used: 10 IgA1 and 2 IgA2. The size of the M-peak (the color intensity of the band corresponding to the paraprotein) was controlled using native agarose gel electrophoresis. Electrophoresis of IgA1 and IgA2 myeloma sera showed the presence of M-peaks in all sera and differences in physicochemical properties between paraproteins. Since the exact concentration of paraproteins in individual myeloma sera is not known, two dilutions of each sample were used in the course of work: 10 thousand times and 100 thousand times. The experimental technique is similar to that described in example 11.
У 10 представленных индивидуальных миеломных IgA1 связывание с рекомбинантными белками прослеживается достаточно четко, за исключением двух образцов под номерами 9 и 10, у которых взаимодействие с Р6, Р7, Р8 более слабое (фиг.20) (доверительная вероятность различий более 0.95). Таким образом, сайт связывания с Р6, Р7, Р8 не столь консервативен и может отсутствовать или быть измененным в индивидуальных парапротеинах.In 10 presented individual myeloma IgA1 binding to recombinant proteins can be traced quite clearly, with the exception of two samples numbered 9 and 10, in which the interaction with P6, P7, P8 is weaker (Fig. 20) (confidence probability of differences is greater than 0.95). Thus, the binding site to P6, P7, P8 is not so conservative and may be absent or altered in individual paraproteins.
На фиг.20 (Взаимодействие рекомбинантных белков Р6, Р7, Р8 с миеломными IgA1 и IgA2):On Fig (Interaction of recombinant proteins P6, P7, P8 with myeloma IgA1 and IgA2):
По оси абсцисс - миеломные IgA (1-10 образцы IgA1, 11-12 образцы IgA2), использовано по два разведения: 1:10000, 1:100000.On the abscissa axis, myeloma IgA (1-10 IgA1 samples, 11-12 IgA2 samples), two dilutions were used: 1: 10000, 1: 100000.
По оси ординат - оптическая плотность (OD492).The ordinate is the optical density (OD 492 ).
Пример 17. Изучение влияния восстановления дисульфидных связей в молекуле IgA на ее взаимодействие с полипептидами Р6, Р8Example 17. The study of the effect of the restoration of disulfide bonds in the IgA molecule on its interaction with polypeptides P6, P8
Для проведения ИФА использовали планшеты NUNC MaxiSorb (Danemark) с повышенной сорбционной активностью.For ELISA, NUNC MaxiSorb (Danemark) tablets with increased sorption activity were used.
Приготовление разведенных препаратов иммуноглобулинов осуществляли с применением 10% раствора эмбриональной коровьей сыворотки в однократном РП, рН 7,4-7,5.The preparation of diluted immunoglobulin preparations was carried out using a 10% solution of fetal bovine serum in a single RP, pH 7.4-7.5.
Удаление несвязавшихся реагентов проводили трехкратным промыванием планшетов РП, рН 7,4-7,5.Removal of unbound reagents was performed by washing the RP plates three times, pH 7.4-7.5.
Для получения данных об относительной стабильности структуры сайта связывания белков Р6, Р8, локализованного на молекуле IgA, использована коллекция МкАт. Проведено сопоставление устойчивости эпитопов МкАт на молекуле IgA и сайта связывания полипептидов в условиях восстановления дисульфидных связей между α цепями IgA.To obtain data on the relative stability of the structure of the binding site of the P6, P8 proteins localized on the IgA molecule, the McAt collection was used. A comparison was made of the stability of McAt epitopes on an IgA molecule and the polypeptide binding site under conditions of restoration of disulfide bonds between IgA α chains.
Чигаин и сывороточный поликлональный IgA подвергались обработке 0,01М ДТТ в 0,4М Tris-HCl, pH 8,3 при 24°С в течение 2,5 часов с последующим алкилированием образующихся SH-групп 0,022 М йодоацетамидом при 0°С в течение 30 минут.Chigain and serum polyclonal IgA were treated with 0.01 M DTT in 0.4 M Tris-HCl, pH 8.3 at 24 ° C for 2.5 hours, followed by alkylation of the formed SH groups with 0.022 M iodoacetamide at 0 ° C for 30 minutes.
Денатурирующая обработка иммуноглобулинов привела к частичному изменению третичной структуры молекул IgA, что повлекло за собой снижение способности некоторых конформационных эпитопов МкАт связывать МкАт. Для эпитопов МкАт 1Н9 и 1В12 было отмечено снижение связывания антителами после частичного восстановления дисульфидных связей на IgA. На выявление эпитопа 3В4 денатурация IgA не оказала влияния.Denaturing treatment of immunoglobulins led to a partial change in the tertiary structure of IgA molecules, which led to a decrease in the ability of some conformational MkAT epitopes to bind MkAt. For MkAt 1H9 and 1B12 epitopes, a decrease in antibody binding was observed after partial restoration of disulfide bonds on IgA. IgA denaturation was not affected by the detection of the 3B4 epitope.
Способность нативного или восстановленного IgA конкурировать с меченным IgA, ингибируя связывание последнего с адсорбированными полипептидами Р6, Р8, определяли в конкурентном ингибиторном ИФА. На планшеты адсорбировали рекомбинантные полипептиды в концентрации 5 мкг/мл, в течение 1,5 часов при 37°С. После двукратной отмывки вносили смесь из обработанного или необработанного IgA в концентрации 40 мкг/мл и меченого IgA, конечное разведение 1:10 тыс. Инкубацию проводили в течение 2 ч при комнатной температуре или 18 ч при 4°С. Производили четырехкратную отмывку планшетов и определяли активность фермента-метки пероксидазы хрена (как описано в примере 11).The ability of native or restored IgA to compete with labeled IgA, inhibiting the binding of the latter to adsorbed polypeptides P6, P8, was determined in a competitive inhibitory ELISA. Recombinant polypeptides were adsorbed onto the tablets at a concentration of 5 μg / ml for 1.5 hours at 37 ° C. After washing twice, a mixture of treated or untreated IgA at a concentration of 40 μg / ml and labeled IgA was added, the final dilution was 1:10 thousand. Incubation was carried out for 2 hours at room temperature or 18 hours at 4 ° C. The plates were washed four times and the horseradish peroxidase tag enzyme activity was determined (as described in Example 11).
Восстановление дисульфидных связей на молекуле IgA не ухудшило связывание лиганда с изучаемыми антигенами Р6, Р7, Р8, а привело к незначительному усилению способности белков Р6 и Р8 связывать антитела с измененной конформацией (фиг.9 - данные для сывороточного IgA, ананлогичные результаты для SIgA, но не указаны). Указанный результат демонстрирует устойчивость сайта связывания с рекомбинантными полипептидами на молекуле IgA к восстановлению дисульфидных связей.The restoration of disulfide bonds on an IgA molecule did not impair ligand binding to the studied antigens P6, P7, P8, but led to a slight increase in the ability of P6 and P8 proteins to bind antibodies with altered conformation (Fig. 9 - data for serum IgA, analogous results for SIgA, but not specified). This result demonstrates the stability of the binding site with recombinant polypeptides on the IgA molecule to the restoration of disulfide bonds.
Пример 18. Изучение протективных свойств Р6-специфических антител на "мышиной" моделиExample 18. The study of the protective properties of P6-specific antibodies in a "mouse" model
Для изучения протективной активности Р6-специфических антител в отношении инфекции, вызванной штаммом 219/4849 СГВ Ibc серотипа, была использована модель генерализованной инфекции у четырех групп лабораторных мышей.To study the protective activity of P6-specific antibodies against infection caused by strain 219/4849 of HBV Ibc serotype, a generalized infection model was used in four groups of laboratory mice.
Двум конторольным группам вводили физиологический раствор, а двух других иммунизировали полипептидом Р6 (10 мкг/животное). На 60 день после начала иммунизации при титре анти-Р6 антител 1×10-5 проводили внутрибрюшинное заражение мышей стрептококками в сублетальной (3,5×106 КОЕ/мышь) и летальной (ЛД50) для 50% лабораторных животных (3,5×107 КОЕ/мышь) дозах.Saline was administered to two control groups, and the other two were immunized with P6 polypeptide (10 μg / animal). 60 days after the start of immunization with an anti-P6 antibody titer of 1 × 10 -5 , intraperitoneal infection of mice with streptococci was performed in sublethal (3.5 × 10 6 CFU / mouse) and lethal (LD 50 ) for 50% of laboratory animals (3.5 × 10 7 CFU / mouse) doses.
С целью контроля динамики развития инфекционного процесса и для определения скорости гибели патогенных бактерий (через 1, 6, 24 и 48 часов после инфицирования) проводили высевы из перитонеального экссудата (получали промыванием перитонеальной полости 5 мл PBS), крови и селезенки (извлекали, гомогенизировали, суспендировали в 1 мл PBS, рН 7,2) лабораторных животных.In order to control the dynamics of the development of the infectious process and to determine the rate of death of pathogenic bacteria (1, 6, 24, and 48 hours after infection), seeding was performed from peritoneal exudate (obtained by washing the peritoneal cavity with 5 ml PBS), blood and spleen (extracted, homogenized, suspended in 1 ml of PBS, pH 7.2) laboratory animals.
Концентрации микроорганизмов на разных этапах инфекционного процесса выражены в КОЕ/мл и представлены в Таблице 3 (средние значения по пяти повторностям).The concentrations of microorganisms at different stages of the infection process are expressed in CFU / ml and are presented in Table 3 (average values for five replicates).
Спустя час после инфицирования у всех четырех групп лабораторных животных выявлено одинаково высокое содержание стрептококков. При заражении сублетальной дозой у конторольных мышей стрептококки не были высеяны только к пятым суткам, в то время как у иммунных мышей бактерии не наблюдались уже через 6 часов.An hour after infection, all four groups of laboratory animals showed an equally high content of streptococci. When infected with a sublethal dose in streptococcus control mice, streptococci were not seeded only by the fifth day, while bacteria were not observed in immune mice after 6 hours.
В группе контрольных животных после введения ЛД50 уже ко вторым суткам гибло порядка 50% лабораторных животных. У мышей, иммунизированных полипептидом Р6, элиминация стрептококков происходила после 5 суток с момента заражения, причем до этого момента патогенные микроорганизмы были обнаружены в селезенке и в крови в незначительных количествах.In the group of control animals, after administration of LD 50 , by the second day, about 50% of laboratory animals died. In mice immunized with the P6 polypeptide, streptococcus elimination occurred after 5 days from the moment of infection, and up to this point pathogenic microorganisms were found in the spleen and blood in small quantities.
Таким образом, показано, что рекомбинантный дериват Вас белка Р6 способен индуцировать протективный иммунный ответ, ускоряя выведение СГВ из макроорганизма.Thus, it was shown that the recombinant derivative of you protein P6 is able to induce a protective immune response, accelerating the excretion of HBV from the macroorganism.
Пример 19. Изучение опсонизирующей активности анти-Р6 и анти-ScaAB антителExample 19. The study of the opsonizing activity of anti-P6 and anti-ScaAB antibodies
Опсонофагоцитарная реакция является ведущим защитным механизмом млекопитающих от инфекции, вызываемой бактериями, в том числе СГВ. Поскольку Вас белок, на основе которого получен полипептид Р6, не встречается у штаммов СГВ серотипа III, то для расширения протективного спектра вакцины был выбран еще один компонент - липопротеин ScaAB, широко распространенный среди СГВ и обеспечивающий адгезию бактерий к клеткам. Изучение опсонизирующей активности анти-Р6 и анти-ScaAB антител осуществлялось на модели культивируемых перитонеальных макрофагов. Индукцию монослоя мышиных перитонеальных макрофагов проводили заранее введением животным 0,5 мл 10% пептона внутрибрюшинно. Полученный перитонеальный экссудат суспендировали в среде RPMI (БиолоТ, Россия) в концентрации 1 млн/мл, а затем вносили на 24-луночные платы для культуры тканей с покровными стеклами (Sarstedt, Германия) в объеме 1,0 мл и на 96-луночные платы для культуры тканей в объеме 0,2 мл. Инкубировали 1 час при 37°С. Далее, после удаления неприкрепившихся клеток, в среде RPMI с содержанием 10% ЭТС (эмбриональная телячья сыворотка, БиолоТ, Россия) и антибиотиков - стрептомицина (100 мкг/мл) и пенициллина (100 ЕД/мл) платы инкубировали 24 часа. Наносили суспензию СГВ и СГА в среде RPMI на предварительно отмытый монослой в концентрации 1×107 КОЕ/мл. Бактерии предварительно инкубировали в течение 30 минут с нормальной и гипериммунной мышиной сывороткой, разведенной в 20 раз в среде RPMI. Контакт бактерий с макрофагами продолжался 30 мин, после чего монослой отмывали от не прикрепившихся к поверхности клеток стрептококков. К некоторым образцам добавляли свежую среду RPMI с 10% ЭТС и инкубировали до 180 минут. Все описанные выше этапы проводились при 37°С в атмосфере 5% СО2. Далее препараты фиксировали 30 мин спиртом и окрашивали азидом и азуром в течение 30 мин. Монослой тщательно отмывали от остатков краски. При микроскопии на покровных стеклах исследовали не менее 100 клеток в трех параллельных пробах, подсчитывая процентную долю макрофагов, инфицированных стрептококками, и среднее число кокков на одну клетку. Степень инфицированности оценивали по индексу инфицирования (ИИ), который представляет собой произведение обоих показателей.The opsonophagocytic reaction is the leading defense mechanism in mammals against infections caused by bacteria, including HBV. Since you protein, on the basis of which the P6 polypeptide was obtained, does not occur in serotype III HBV strains, one more component was chosen to expand the protective spectrum of the vaccine - ScaAB lipoprotein, which is widespread among the GBS and ensures bacterial adhesion to cells. The study of the opsonizing activity of anti-P6 and anti-ScaAB antibodies was carried out on a model of cultured peritoneal macrophages. The monolayer of murine peritoneal macrophages was induced in advance by the administration of 0.5 ml of 10% peptone intraperitoneally to the animals. The obtained peritoneal exudate was suspended in RPMI medium (BioloT, Russia) at a concentration of 1 mln / ml, and then added to 24-well plates for tissue culture with coverslips (Sarstedt, Germany) in a volume of 1.0 ml and to 96-well plates for tissue culture in a volume of 0.2 ml. Incubated 1 hour at 37 ° C. Further, after removal of non-adherent cells, in RPMI medium containing 10% ETS (fetal calf serum, BioloT, Russia) and antibiotics - streptomycin (100 μg / ml) and penicillin (100 IU / ml), the plates were incubated for 24 hours. A suspension of SGV and SGA in RPMI medium was applied to a pre-washed monolayer at a concentration of 1 × 10 7 CFU / ml. Bacteria were pre-incubated for 30 minutes with normal and hyperimmune mouse serum diluted 20 times in RPMI medium. The contact of bacteria with macrophages lasted 30 min, after which the monolayer was washed from streptococci not attached to the surface of the cells. Fresh RPMI medium with 10% ETS was added to some samples and incubated for up to 180 minutes. All the steps described above were carried out at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO 2 . Further, the preparations were fixed for 30 min with alcohol and stained with azide and azure for 30 min. The monolayer was thoroughly washed from paint residues. Microscopy on coverslips examined at least 100 cells in three parallel samples, counting the percentage of macrophages infected with streptococci and the average number of cocci per cell. The degree of infection was evaluated by the index of infection (II), which is a product of both indicators.
Микроскопическая оценка показала, что гипериммунные сыворотки к исследуемым полипептидам обладают опсонизирующей активностью. ИИ при обработке СГВ и СГА иммунной сывороткой превысил контрольное значение в 2,5-4 раза (на стадии адгезии). По истечении 180 минут наблюдалась массированная элиминация стрептококков анти-Р6 и анти-ScaAB антителами.Microscopic evaluation showed that hyperimmune serums for the studied polypeptides have opsonizing activity. II during the treatment of HBV and SGA with immune serum exceeded the control value 2.5-4 times (at the adhesion stage). After 180 minutes, a massive elimination of streptococcus anti-P6 and anti-ScaAB antibodies was observed.
Показано, что оба типа антител обладают опсонизирующей активностью в отношении штамма СГВ 219/4849 Ibc серотипа, кроме того, ScaAB-специфические антитела обладали способностью опсонизировать СГА, что связано, вероятно, с наличием белка-гомолога ScaAB - так называемого PsaA.Both types of antibodies were shown to have opsonizing activity against the HBV strain 219/4849 Ibc serotype, in addition, ScaAB-specific antibodies were able to opsonize the SGA, which is probably due to the presence of the ScaAB homolog protein - the so-called PsaA.
Отмечено резкое снижение опсонизирующей активности анти-Р6 антител в отношении штамма СГВ, подвергнутого пятикратному пассированию на мышах, по сравнению с исходным штаммом СГВ. Установлено, что защитная эффективность антител зависит не только от их опсонизирующих свойств, но и от экспрессии полисахаридной капсулы, которая резко возрасла в условиях пассирования и привела к экранированию Вас белка, блокируя опсонизацию.A sharp decrease in the opsonizing activity of anti-P6 antibodies was noted in relation to the HBV strain subjected to five-fold passaging in mice, in comparison with the initial HBV strain. It has been established that the protective effectiveness of antibodies depends not only on their opsonizing properties, but also on the expression of the polysaccharide capsule, which sharply increased under conditions of passivation and led to screening of you protein, blocking opsonization.
** НСМ - сыворотка от мышей контрольной группы* product of the average number of cocci per cell and the relative proportion of infected macrophages (in%)
** NSM - serum from mice of the control group
Таким образом, полипептиды Р6 и ScaAB, в связи с возможностью обеспечить протективность при крайне низких титрах антител, обладающие опсонизирующей активностью, в том числе и в отношении СГА, а также штаммов III серотипа СГВ, весьма перспективны в роли компонентов вакцины.Thus, the P6 and ScaAB polypeptides, due to the ability to provide protection at extremely low antibody titers, have opsonizing activity, including against SGA, as well as strains of the third serotype of SGB, are very promising as vaccine components.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008124926/13A RU2387715C2 (en) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | RECOMBINANT DNA PROVIDING PRODUCTION OF POLYPEPTIDES P6, P7, P8 EXHIBITING PROTECTIVE PROPERTIES AGAINST STREPTOCOCCUS AGALACTIAE AND SELECTIVELY CONNECTING IgA |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008124926/13A RU2387715C2 (en) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | RECOMBINANT DNA PROVIDING PRODUCTION OF POLYPEPTIDES P6, P7, P8 EXHIBITING PROTECTIVE PROPERTIES AGAINST STREPTOCOCCUS AGALACTIAE AND SELECTIVELY CONNECTING IgA |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008124926A RU2008124926A (en) | 2009-12-27 |
RU2387715C2 true RU2387715C2 (en) | 2010-04-27 |
Family
ID=41642452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008124926/13A RU2387715C2 (en) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | RECOMBINANT DNA PROVIDING PRODUCTION OF POLYPEPTIDES P6, P7, P8 EXHIBITING PROTECTIVE PROPERTIES AGAINST STREPTOCOCCUS AGALACTIAE AND SELECTIVELY CONNECTING IgA |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2387715C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542483C2 (en) * | 2012-05-17 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины" Северо-Западного отделения Российской академии медицинских наук (ФГБУ "НИИЭМ" СЗО РАМН) | RECOMBINANT POLYPEPTIDE StV POSSESSING PROTECTIVE PROPERTIES IN RELATION TO Streptococcus agalactiae, RECOMBINANT DNA StV, ITS CODING AND RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli M15-StV CONTAINING RECOMBINANT PLASMID PQE-StV |
RU2587627C2 (en) * | 2014-08-11 | 2016-06-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ") | Complex of recombinant polypeptides with protective properties in relation to streptococcus agalactiae and streptococcus pyogenes |
-
2008
- 2008-06-18 RU RU2008124926/13A patent/RU2387715C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542483C2 (en) * | 2012-05-17 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины" Северо-Западного отделения Российской академии медицинских наук (ФГБУ "НИИЭМ" СЗО РАМН) | RECOMBINANT POLYPEPTIDE StV POSSESSING PROTECTIVE PROPERTIES IN RELATION TO Streptococcus agalactiae, RECOMBINANT DNA StV, ITS CODING AND RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli M15-StV CONTAINING RECOMBINANT PLASMID PQE-StV |
RU2587627C2 (en) * | 2014-08-11 | 2016-06-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ") | Complex of recombinant polypeptides with protective properties in relation to streptococcus agalactiae and streptococcus pyogenes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008124926A (en) | 2009-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2016201992B2 (en) | Polypeptides and immunizing compositions containing gram positive polypeptides and methods of use | |
KR20110128800A (en) | Modified streptococcus pneumonia pneumolysin (ply) polypeptides | |
KR20090071551A (en) | Immunogenic pcpa polypeptides and uses thereof | |
JP4173549B2 (en) | A novel fibrinogen binding protein derived from coagulase-negative staphylococci | |
JP2005523000A (en) | Multivalent streptococcal vaccine composition and method of use | |
US8211445B2 (en) | PSM peptides as vaccine targets against methicillin-resistant Staphylococcus | |
JP2017210479A (en) | New target of Acinetobacter baumannii | |
US20160074497A1 (en) | Staphylococcus live cell vaccines | |
EP2120984A2 (en) | Protective proteins of s. agalactiae, combinations thereof and methods of using the same | |
AU2010291640B2 (en) | New antibiotic containing simulacrum antibody, preparation method and application thereof | |
RU2387715C2 (en) | RECOMBINANT DNA PROVIDING PRODUCTION OF POLYPEPTIDES P6, P7, P8 EXHIBITING PROTECTIVE PROPERTIES AGAINST STREPTOCOCCUS AGALACTIAE AND SELECTIVELY CONNECTING IgA | |
CN110257405B (en) | Mycoplasma bovis alcohol dehydrogenase gene and encoding protein and application thereof | |
US20130243779A1 (en) | Peptides protective against e. faecalis, methods and uses relating thereto | |
JP2021000134A (en) | Vaccine for immunocompromised hosts | |
US7588773B2 (en) | Methods and compositions for diagnosing and preventing a group B streptococcal infection | |
US6582950B1 (en) | C3 binding polypeptide of Streptococcus agalactiae group b Streptococcus | |
JP2000509961A (en) | Opsonizing antibodies broadly react with common staphylococcal antigens | |
AU758555B2 (en) | Peptides | |
RU2542483C2 (en) | RECOMBINANT POLYPEPTIDE StV POSSESSING PROTECTIVE PROPERTIES IN RELATION TO Streptococcus agalactiae, RECOMBINANT DNA StV, ITS CODING AND RECOMBINANT STRAIN Escherichia coli M15-StV CONTAINING RECOMBINANT PLASMID PQE-StV | |
CN112301041B (en) | Mycoplasma bovis P21 protein and application thereof | |
KR102528412B1 (en) | A Novel Composition for Preventing or Treating Staphylococcus aureus infectious diseases | |
AU2013204613A1 (en) | Modified Streptococcus pneumonia pneumolysin (PLY) polypeptides | |
Hou et al. | Mechanism of Action for an All-in-One Monoclonal Antibody Against Staphylococcus aureus Infection | |
JP4000845B2 (en) | Novel protein and its DNA | |
KR20230036828A (en) | A Novel Composition for Preventing or Treating Staphylococcus aureus infectious diseases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20121026 |
|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20140723 |
|
HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20180720 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200619 |