Biopolym. Cell. 2020; 36(4):271-278.
Молекулярная и клеточная биотехнологии
Исследование эффективности ориентированной иммобилизации антител на поверхности сенсора ППР с помощью белка А стафилококка или его рекомбинантного аналога
1, 2Бахмачук А. О., 1, 3Горбатюк О. Б., 1Рачков А. Э., 1, 2Солдаткин А. П.
  1. Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины
    ул. Академика Заболотного, 150, Киев, Украина, 03143
  2. Институт высоких технологий,
    Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко
    пр. Академика Глушкова 2 кор 5, Киев, Украина, 03022
  3. Государственное учреждение «Институт генетической и регенеративной медицины НАМН Украины»
    ул. Вышгородская, 67, Киев, Украина, 04114

Abstract

Цель. Сравнение иммуноглобулин-связывающей активности белка А стафилококка (SPA) или рекомбинантного белка A стафилококка со специально введенным С-концевым остатком цистеина (SPA-Cys) после их иммобилизации на золотой сенсорной поверхности спектрометра поверхностного плазмонного резонанса (ППР). Методы. SPA или SPA-Cys были иммобилизованы на золотой сенсорной поверхности для формирования двух вариантов биоселективных элементов биосенсора. Исследование IgG-связывающей активности иммобилизованных белков проводили с помощью спектрометрии ППР. Результаты. Сенсорный отклик при иммобилизации SPA оказался более чем втрое меньше отклика, полученного при иммобилизации SPA-Cys. Также, по количеству иммобилизованных молекул – почти четырехкратное преимущество за SPA-Cys. Кроме того, биоселективный элемент на основе SPA-Cys значительно лучше связывает IgG, чем биоселективный элемент на основе SPA. Выводы. Исследование процессов иммобилизации SPA или SPA-Cys на сенсорной поверхности спектрометра ППР, а также взаимодействия иммобилизованных белков с IgG, продемонстрировало очевидные преимущества рекомбинантного белка А.
Keywords: нтитела, рекомбинантный белок А Staphylococcus aureus, иммобилизация белка, поверхностный плазмонный резонанс

References

[1] Sheikh N, Sheikh O. Forecasting of biosensor technologies for emerging point of care and medical IoT applications using bibliometrics and patent analysis. PICMET 2016 Proceedings. 2016; 3082-93.
[2] Soldatkin A, Dzyadevych S, Korpan Y, Sergeyeva T, Arkhypova V, Biloivan O, Soldatkin O, Shkotova L, Zinchenko O, Peshkova V, Saiapina O, Marchenko S, El'skaya A. Biosensors. A quarter of a century of R&D experience. Biopolym Cell. 2013; 29(3):188-206.
[3] Felix F, Angnes L. Electrochemical immunosensors - a powerful tool for analytical applications. Biosens Bioelectron. 2018; 102:470-8.
[4] Homola J. Present and future of surface plasmon resonance biosensors. Anal Bioanal Chem. 2003; 377(3):528-39.
[5] Wiseman M, Frank C. Antibody Adsorption and Orientation on Hydrophobic Surfaces Langmuir. 2012; 28(3):1765-74.
[6] Makaraviciute A, Ramanaviciene A. Site-directed antibody immobilization techniques for immunosensors. Biosens Bioelectron. 2013; 50:460-71.
[7] Uhlen M, Guss B, Nilsson B, Gatenbeck S, Philipson L, Lindberg M. Complete sequence of the staphylococcal gene encoding protein A. J Biol Chem. 1984; 259(3):1695-702.
[8] Kanno S, Yanagida Y, Haruyama T, Kobatake E, Aizawa M. Assembling of engineered IgG-binding protein on gold surface for highly oriented antibody immobilization. J Biotechnol. 2000; 76(2-3):207-14.
[9] Gorbatiuk O, Bakhmachuk A, Dubey L, Usenko M, Irodov D, Okunev O, Kostenko O, Rachkov A, Kordium V. Recombinant Staphylococcal protein A with cysteine residue for affinity chromatography stationary phase preparation and immunosensor applications. Biopolym Cell. 2015; 31(2):115-22.
[10] Gorbatiuk O, Okunev O, Nikolaev Y, Svyatenko O, Kordium V. Construction, expression, functional characterization and practical application of fusion protein SPA-BAPmut. Biopolym Cell. 2013; 29(1):49-54.
[11] Rachkov A, Holodova Yu, Ushenin Yu, Miroshnichenko D, Telegeev G, Soldatkin A. Development of bioselective element of SPR spectrometer for monitoring of oligonucleotide interactions and comparison with thermodynamic calculations. Sens Lett. 2009; 7(5):957-61.
[12] Bakhmachuk A, Gorbatiuk O, Palyvoda O, Dons'koi B, Rachkov A, Soldatkin A. Study on interactions of human IgG with immobilized anti-IgG or recombinant Staphylococcal protein A using surface plasmon resonance spec-trometry. Biopolym Cell. 2016; 32(1):54-60.
[13] Stenberg E, Persson B, Roos H, Urbaniczky C. Quantitative determination of surface concentration of protein with surface plasmon resonance using radiolabeled proteins. J Colloid Interface Sci. 1991; 143(2):513-26.
[14] Erickson H. Size and shape of protein molecules at the nanometer level determined by sedimentation, gel filtration, and electron microscopy. Biol Proced Online. 2009; 11(1): 32-51.
[15] Sergeyeva T, Soldatkin A, Rachkov A, Tereschenko M, Piletsky S, El'skaya A. β-Lactamase label-based potentiometric biosensor for α-2 interferon detection. Anal Chim Acta. 1999; 390(1-3):73-81.
[16] Thevenot D, Toth K, Durst R, Wilson G. Electrochemical biosensors: recommended definitions and classification. Biosens Bioelectron. 2001; 16(1-2):121-31.