Biopolym. Cell. 2002; 18(5):436-441.
Молекулярная и клеточная биотехнологии
Влияние температуры на выход растворимого альфа-интерферона человека в системе суперсинтеза рекомбинантных белков с использованием бактериофага лямбда
1Славченко И. Ю.
  1. ПНИК «Биотехнолог»
    ул. Академика Заболотного, 150, Киев, Украина, 03680

Abstract

Получение рекомбинантных белков в штаммах-продуцентах, созданных на основе Escherichia coli, требует извлечения целевого продукта из бактериальных клеток. Использование бактериофага лямбда в таких системах суперсинтеза является одним из путей решения этой задачи. В результате лизиса фагом лямбда клеток Е. coli, несущих плазмиду с целевым геном, рекомбинантный белок выходит в культуральную среду. Однако в зараженной клетке фаг может развиваться как по литическому, так и по лизогенному пути. Выбор литического пути развития фага могут обусловливать различные факторы. Нами исследовано влияние температуры культивирования (37, 28 и 21 °С) инфицированных фагом λ клеток Е. coli, несущих плазмиду с геном α-интерферона человека (ИФН), на выход растворимого ИФН в культуральной среде. В данной работе показано, что эффективность использования бактериофага лямбда для лизиса клеток продуцента и высвобождения растворимого ИФН в культуральную среду зависит от температуры культивиро­вания инфицированных клеток. Максимальная концентрация растворимого целевого продукта в культуральной среде наблюдалась при температуре культивирования 21 °С, не являющейся оптимальной для литического пути развития фага. Обсуждаются возможные причины полученных результатов.

References

[1] Pines O, Inouye M. Expression and secretion of proteins in E. coli. Mol Biotechnol. 1999;12(1):25-34.
[2] Blight MA, Holland IB. Heterologous protein secretion and the versatile Escherichia coli haemolysin translocator. Trends Biotechnol. 1994;12(11):450-5.
[3] Sandkvist M, Bagdasarian M. Secretion of recombinant proteins by Gram-negative bacteria. Curr Opin Biotechnol. 1996;7(5):505-11.
[4] Debabov DB. [Heterologous secretion in the Escherichia coli system]. Mol Biol (Mosk). 1994;28(3):496-505.
[5] Moir A, Brammar WJ. The use of specialised transducing phages in the amplification of enzyme production. Mol Gen Genet. 1976;149(1):87-99.
[6] Drew RE, Clarke PH, Brammar WJ. The construction in vitro of derivatives of bacteriophage lambda carrying the amidase genes of Pseudomonas aeruginosa. Mol Gen Genet. 1980;177(2):311-20.
[7] AS SSSR N 600175. Method of biosynthesis of biologically active substances. VA Kordium, SI Chernykh. Publ. in BI. N 12, 1978.
[8] Slavchenko IYu, Chernykh SI, Kordium VA. The study phagedependent synthesis b-lactamase in isogenic and Su Su + E. coli strains during infection of phages Xbla and XblaQ'R'. Enzymes of microorganisms. M.: VNII-SENTI, 1989; 31-6.
[9] Steffen D, Schleif R. Overproducing araC protein with lambda-arabinose transducing phage. Mol Gen Genet. 1977;157(3):333-9.
[10] Weiss B, Jacquemin-Sablon A, Live TR, Fareed GC, Richardson CC. Enzymatic breakage and joining of deoxyribonucleic acid. VI. Further purification and properties of polynucleotide ligase from Escherichia coli infected with bacteriophage T4. J Biol Chem. 1968;243(17):4543-55.
[11] Shub DA, Casna NJ. Bacteriophage T4, a new vector for the expression of cloned genes. Gene. 1985;37(1-3):31-6.
[12] Morita M, Asami K, Tanji Y, Unno H. Programmed Escherichia coli cell lysis by expression of cloned T4 phage lysis genes. Biotechnol Prog. 2001;17(3):573-6.
[13] Bl?si U, Kalousek S, Lubitz W. A bifunctional vector system for controlled expression and subsequent release of the cloned gene product by phi X174 lysis protein-E. Appl Microbiol Biotechnol. 1990;33(5):564-8. PubMed PMID: 6457237.
[14] Garrett J, Fusselman R, Hise J, Chiou L, Smith-Grillo D, Schulz J, Young R. Cell lysis by induction of cloned lambda lysis genes. Mol Gen Genet. 1981;182(2):326-31.
[15] Kloos DU, Str?tz M, G?ttler A, Steffan RJ, Timmis KN. Inducible cell lysis system for the study of natural transformation and environmental fate of DNA released by cell death. J Bacteriol. 1994;176(23):7352-61.
[16] Kalousek S, Schrot G, Lubitz W, Bl?si U. Expression of the Alcaligenes eutrophus phbA gene in Escherichia coli using a positive selection vector based on phage Lambda lysis genes. J Biotechnol. 1994;33(1):15-9.
[17] Srivastava R, Ali SS, Srivastava BS. Cloning of xylanase gene of Streptomyces flavogriseus in Escherichia coli and bacteriophage lambda-induced lysis for the release of cloned enzyme. FEMS Microbiol Lett. 1991;62(2-3):201-5.
[18] Pat. GB 2143238A. A method for enzyme liberation from bacterial cells. A. S. Breeze. Publ. date 06.02.1985.
[19] Pat USA 4,637,980. Externalization of product of bacteria. J. I. Auerbach, M. Rosenberg. Publ. date 20.01.1987.
[20] Slavchenko IYu. Study bacteriophage L efficiency for human a2 interferon production in Escherichia coli. Auth. Thesis. ... kand biol nauk. Kiev, 1990. 19 p.
[21] Slavchenko IYu. Isolation of clones sensitive to bacteriophage ? from the phage resistant Escherichia coli strain. Biopolym Cell. 2001; 17(2):160-5.
[22] Slavchenko IYu. The expression of human alpha-2b interferon in different strains of Escherichia coli. Biopolym Cell. 2001; 17(6):546-50.
[23] Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970;227(5259):680-5.
[24] AS. SSSR N 1092176. A method for preparing an artificial human interferon gene al and method for producing a polypeptide with an interferon activity microbiological synthesis. MN Kolosov, VG Korobko, VN Dobrynin, IV Severtsova, SA Chuvpilo, NS Bystrov, YuA Berlin, AL Kayushin, VV Butkus, IA Polyakova, EF Boldyreva, LS Sandakchiev, SG Popov, TN Shubina, VV Kravchenko, OI Serpinskiy, VF Yamschikov, SI Belikov, AN Sinyakov, GF Sivolobova. Publ. in BI N 18, 1984.
[25] Ptashne M. A Genetic Switch: Gene Control and Phage A. Cell Press, Cambridge, MA, and Blackwell Scientific, Palo Alto, CA, 1986. 138 pp.
[26] Schein CH. Production of Soluble Recombinant Proteins in Bacteria. Nat Biotechnol. 1989;7(11):1141–9.
[27] Obuchowski M, Shotland Y, Koby S, Giladi H, Gabig M, Wegrzyn G, Oppenheim AB. Stability of CII is a key element in the cold stress response of bacteriophage lambda infection. J Bacteriol. 1997;179(19):5987-91.
[28] Giladi H, Goldenberg D, Koby S, Oppenheim AB. Enhanced activity of the bacteriophage lambda PL promoter at low temperature. FEMS Microbiol Rev. 1995;17(1-2):135-40.
[29] Walker JR, Ussery CL, Allen JS. Bacterial cell division regulation: lysogenization of conditional cell division lon - mutants of Escherichia coli by bacteriophage. J Bacteriol. 1973;113(3):1326-32.
[30] Truitt CL, Haldenwang WG, Walker JR. Interaction of host and viral regulatory mechanisms: effect of the ion cell division defect on regulation of repression by bacteriophage lambda. J Mol Biol. 1976;105(2):231-44.