Biopolym. Cell. 2012; 28(2):141-148.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000041
Молекулярна та клітинна біотехнології
Біоаффінний сорбент на основі іммобілізованого білка А Staphylococcus aureus: створення і використання
1Горбатюк О. Б., 2Цапенко М. В., 2, 3Павлова М. В., 2, 3Окунєв О. В., 2, 3Кордюм В. А.
  1. Навчально-науковий центр «Інститут біології»
    Київського національного університету імені Тараса Шевченка
    вул. Володимирська, 64/13, Київ, Україна, 01601
  2. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  3. Інститут генетичної і регенеративної медицини НАМН України
    вул. Червоноармійська, 57/3, Київ , Україна, 03150

Abstract

Мета. Створення біоафінного сорбента на основі орієнтовано іммобілізованого білка А Staphylococcus aureus (SPA) через два целюлозозв’язувальних домени (СBD) Clostridium thermocellum та його застосування для очищення антитіл. Методи. З використанням послідовностей ДНК, кодуючих SPA і два СBD, сконструйовано ген злитого білка SPA-CBD2 та забезпечено його отримання в розчинній формі експресією у клітинах Escherichia coli. Цільовий білок іммобілізовано методом біоафінного зв’язування на мікрокристалічній целюлозі. Результати. Встановлено такі характеристики біоафінного сорбента, як ємність (1 мг SPACBD2/1 мл целюлози), динамічна ємність (3 мг імуноглобулінів миші/1 мл сорбента) і продуктивність, а також показано його стабільність при тривалому зберіганні. За допомогою біоафінного сорбента виділено фракції імуноглобулінів з чистотою понад 95 %. Визначено, що очищені у такий спосіб антитіла з високою чутливістю виявляють відповідні антигени. Висновки. Запропонований біоафінний сорбент дозволяє отримувати очищені функціонально активні поліі моноклональні анттіла, а також проводити фракціонування на підкласи імуноглобулінів G миші.
Keywords: антитіла, білок А, целюлозозв’язувальний домен, іммобілізація білка, афінна хроматографія
Повний текст: (PDF, російською) (PDF, англійською)

References

[1] Denizli A. 2011 Purification of antibodies by affinity chromatography Hacettepe J. Biol. Chem 39, N 1:1–18.
[2] Boi C., Dimartino S., Sarti G. C. 2008 Performance of a new protein a affinity membrane for the primary recovery of antibodies Biotechnol. Prog 24, N 3:640–647.
[3] Hober S., Nord K., Linhult M. 2007 Protein A chromatography for antibody purification J. Chromatogr. B. Analyt Technol. Biomed. Life Sci 848, N 1:40–47.
[4] Hickstein H., Korten G., Bast R., Barz D., Templin R., Schneidewind J. M., Kittner C., Nizze H., Schmidt R. 1998 Protein A immunoadsorption (i. a.) in renal transplantation patients with vascular rejection Transfus. Sci 19:53–57.
[5] Moks T., Abrahmsen L., Nilsson B., Hellman U., Sjoquist J., Uhlen M. 1986 Staphylococcal protein A consists of five IgG-binding domains Eur. J. Biochem 156, N 3:637–643.
[6] Ghose S., Hubbard B., Cramer S. M. 2006 Evaluation and comparison of alternatives to Protein A chromatography mimetic and hydrophobic charge induction chromatographic stationary phases J. Chromatogr. A 1122, N 1–2:144–152.
[7] Gottschalk U. 2009 Process scale purification of antibodies Hoboken: Wiley & Sons, 430 p.
[8] Housden N. G, Harrison S., Roberts S. E., Beckingham J. A., Graille M., Stura E., Gore M. G. 2003 Immunoglobulin-binding domains: Protein L from Peptostreptococcus magnus Biochem. Soc. Trans 31, Pt 3:716–718.
[9] Affinity chromatography: methods and protocols 2000 Eds P. Bailon et al New York: Humana press, Vol. 147 230 p.
[10] Morag E., Lapidot A., Govorko D., Lamed R., Wilchek M., Bayer E. A., Shoham Y. 1995 Expression, purification, and characterization of the cellulose-binding domain of the scaffoldin subunit from the cellulosome of Clostridium thermocellum Appl. Environ. Microbiol 61, N 5:1980–1986.
[11] Gilchuk P. V., Volkov G. L. 2006 Immobilization of mouse singlechain antibodies for affinity chromatography using the cellulose-binding protein Ukr. Biokhim. Zh. 78, N 4 P. 160–163.
[12] Studier F. W. 2005 Protein production by auto-induction in high density shaking cultures Protein Expr. Purif 41, N 1 P. 207–234.
[13] Westermeir R. 1997 Electrophoresis in practice: a guide to methods and application of DNA and protein separations Weinheim: VCH, 331 p.
[14] Ljungquist C., Jansson B., Moks T., Uhleen M. 1989 Thiol-directed immobilization of recombinant IgG-binding receptors Eur. J. Biochem 186, N 3:557–561.
[15] Linhult M., Gulich S., Graslund T., Nygren P. A., Hober S. 2003 Evaluation of different linker regions for multimerization and coupling chemistry for immobilization of a proteinaceous affinity ligand Protein Eng 16, N 12:1147–1152.
[16] Atkins K. L., Burman J. D., Chamberlain E. S., Cooper J. E., Poutrel B., Bagby S., Jenkins A. T., Feil E. J., van den Elsen J. M. 2008 S. aureus IgG-binding proteins SpA and Sbi: host specificity and mechanisms of immune complex formation Mol. Immunol 45, N 6:1600–1611.
[17] Tormo J., Lamed R., Chirino A. J., Morag E., Bayer E. A., Shoham Y., Steitz T. A. 1996 Crystal structure of a bacterial family-III cellulose-binding domain: a general mechanism for attachment to cellulose EMBO J 15, N 21:5739–5751.
[18] Lidner M., Salovuori I., Ruohonen L., Teeri T. T. 1996 Characterization of a double cellulose-binding domain: synergistic high-affinity binding to crystalline cellulose J. Biol. Chem 271, N 35:21268–21272.
[19] Pat. USA N 5837814. 1998. Cellulose binding domain proteins O. Shoseyov, K. Yosef, I. Shpiegl, M. Goldstein, R. Doi.
[20] Arakawa T., Philo J. S., Tsumoto K., Yumioka R., Ejimac D. 2004 Elution of antibodies from a Protein-A column by aqueous arginine solutions Protein Expr. Purif 36, N 2:244–248.
[21] Huang B., Liu F. F., Dong X. Y., Sun Y. 2011 Molecular mechanism of the affinity interactions between protein A and human immunoglobulin G1 revealed by molecular aimulations J. Phys. Chem. B 115, N 14:4168–4176.