Engineering E. coli recombinant strains for high yield production of Burkholderia pseudomallei specific antigens

封面

如何引用文章

全文:

详细

A risk of introducing into the Russian Federation exotic infections including laboratory-confirmed melioidosis regularly recorded worldwide necessitates development and improvement of express diagnostics tools. Cross reactivity between phylogenetically related species of the genus Burkholderia complicates melioidosis diagnostics by express test methods based on using monoclonal antibodies against pathogen exopolysaccharide epitopes. Searching for target antigens to create the next generation group- and species-specific immunodiagnostic reagents for identifying Burkholderia pseudomallei is still of high priority. The study was aimed at cloning complete coding sequences for cell surface proteins differentiating  Burkholderia pseudomallei and optimizing recombinant antigens purification protocol. In silico comparative study allowed to select highly immunogenic B. pseudomallei outer membrane proteins Omp38 and OmpA/МotB as target biomolecules. For cloning, omp38 and ompA/motB gene-specific amplicons were obtained by PCR and ligated with the linear expression vector RIC-Ready pPAL7. Competent E. coli C-Max5α cells were transformed by a ligation mixture for producing recombinant plasmids, which were further purified to transform E. coli BL21 (DE3) cells for robust recombinant protein expression. Due to a potential multimeric protein structure, a standard protein purification protocol from native cell lysate was inefficient, which was modified to increase recombinant protein yield. However, by adding denaturing conditions at intermediate purification steps caused hydrolysis of peptide bonds in the target proteins, presumably between proline and asparagine residues. As a result, N-terminal fragments connecting recombinant proteins to the stationary phase of chromatographic column were eluted and evaluated for linear epitope detection according to their molecular weights. In silico analysis data identified highly antigenic motifs within the polypeptides studied. Thus, strains of E. coli BL21(DE3) BpsOmp39 and E. coli BL21(DE3) BpsOmpА engineered by us produce cell surface proteins Omp38 and ОmpA/МotB derived from melioidosis pathogen, which can be useful for developing diagnostic test systems.

作者简介

Yu. Kuzyutina

Volgograd Plague Control Research Institute

Email: 6uoxumuk@mail.ru

Yulia A. Kuzyutina - Researcher, Laboratory of Pathogenic Burkholderia, Volgograd Plague Control Research Institute.

400131, Volgograd, Golubinskaya str., 7.

Phone: +7 (8442) 37-37-74. Fax: +7 (8442) 39-33-36.

俄罗斯联邦

I. Zakharova

Volgograd Plague Control Research Institute

Email: xxx@mail.ru

PhD (Biology), Associate Professor, Head of the Department of Microbiology.

400131, Volgograd, Golubinskaya str., 7.

俄罗斯联邦

D. Viktorov

Volgograd Plague Control Research Institute

编辑信件的主要联系方式.
Email: xxx@mail.ru

PhD, MD (Biology), Associate Professor, Deputy Director for Scientific and Experimental Work, Volgograd Plague Control Research Institute.

400131, Volgograd, Golubinskaya str., 7.

俄罗斯联邦

参考

  1. Викторов Д.В., Захарова И.Б., Кузютина Ю.А., Лопастейская Я.А. Набор 5’-фосфорилированных олигонуклеотидных праймеров для амплификации методом полимеразной цепной реакции полной кодирующей последовательности гена ompA/motB Burkholderia pseudomallei. Патент РФ, 2608505, C12N1/00, C12Q1/68. 2017.
  2. Кузютина Ю.А., Захарова И.Б., Савченко С.С., Лопастейская Я.А., Молчанова Е.В., Викторов Д.В. Поиск потенциальных мишеней для детекции и дифференциации штаммов возбудителей мелиоидоза и сапа // Вестник ВолгГМУ. 2016. № 4 (60). С. 114–117.
  3. Онищенко Г.Г., Сандахчиев Л.С., Нетесов С.В., Мартынюк Р.А. Биотерроризм: национальная и глобальная угроза // Вестник РАН. 2003. Т. 73, № 3. С. 195–204.
  4. Тетерятникова Н.Н., Захарова И.Б., Подшивалова М.В., Романова А.В., Лопастейская Я.А., Викторов Д.В., Алексеев В.В. Молекулярная детекция интегронов класса 1 у Burkholderia pseudomallei // Проблемы особо опасных инфекций. 2011. № 2 (108). С. 46–49.
  5. Храпова Н.П., Алексеев В.В. Современное состояние серодиагностики мелиоидоза // Проблемы особо опасных инфекций. 2011. № 4 (110). С. 18–22.
  6. Bielecka M.K., Devos N., Gilbert M., Hung M.C., Weynants V., Heckels J. E., Christodoulides M. Recombinant protein truncation strategy for inducing bactericidal antibodies to the macrophage infectivity potentiator protein of Neisseria meningitidis and circumventing potential cross-reactivity with human FK506-binding proteins. Infect. Immun., 2015, vol. 83, no. 2, pp. 730 –742. doi: 10.1128/IAI.01815-14
  7. Currie B.J., Dance D.A.B., Cheng A.C. The global distribution of Burkholderia pseudomallei and melioidosis: an update. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg., 2008, vol. 102, pp. S1–S4. doi: 10.1016/S0035-9203(08)70002-6
  8. Gauthier J., Gerome P., Defez M., Neulat-Ripoll F., Foucher B., Vitry T., Crevon L., Valade E., Thibault F.M., Biot F.V. Melioidosis in travelers returning from Vietnam to France. Emerg. Infect. Dis., 2016, vol. 22, no. 9, pp. 1671–1673. doi: 10.3201/eid2209.160169
  9. Reyes A.W.B., Simborio H.L.T., Hop H.T., Arayan L.T., Kim S. Molecular cloning, purification and immunogenicity of recombinant Brucella abortus 544 malate dehydrogenase protein. J. Vet. Sci., 2016, vol. 17, no. 1, pp. 119–122. doi: 10.4142/jvs.2016.17.1.119
  10. Siritapetawee J., Prinz H., Krittanai C., Suginta W. Expression and refolding of Omp38 from Burkholderia pseudomallei and Burkholderia thailandensis, and its function as a diffusion porin. J. Biochem., 2004, vol. 384, no. 3, pp. 609–617. doi: 10.1042/BJ20041102
  11. Tabll A., Abbas A.T., El-Kafrawy S., Wahid A. Monoclonal antibodies: principles and applications of immunodiagnosis and immunotherapy for hepatitis C virus. World J. Hepatol., 2015, vol. 7, no. 22, pp. 2369–2383. doi: 10.4254/wjh.v7.i22.2369
  12. Tarelli E., Corran P.H. Ammonia cleaves polypeptides at asparagine proline bonds. J. Pept. Res. 2003, vol. 62, no. 6, pp. 245–251.
  13. Trivedi P., Tuteja U., Khushiramani R., Reena J., Batra H.V. Development of a diagnostic system for Burkholderia pseudomallei infections. World J. Microbiol. Biotechnol., 2012, vol. 28, no. 7, pp. 2465–2471. doi: 10.1007/s11274-012-1053-y
  14. Workgroup, Planning. Biological and chemical terrorism: strategic plan for preparedness and response. MMWR, 2000, vol. 49, no. RR-4, pp. 1–26.
  15. Zhao S., Shi J., Zhang C., Zhao Y., Mao F., Yang W., Bai B., Zhang H., Shi C., Xu Z. Monoclonal antibodies against a Mycobacterium tuberculosis Ag85B-Hsp16. 3 fusion protein. Hybridoma, 2011, vol. 30, no. 5, pp. 427–432. doi: 10.1089/hyb.2011.0047

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Kuzyutina Y.A., Zakharova I.B., Viktorov D.V., 2019

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».