Biopolym. Cell. 2015; 31(2):115-122.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0008D5
Молекулярна та клітинна біотехнології
Рекомбінантний білок А Staphylococcus aureus із залишком цистеїну для приготування стаціонарної фази афінної хроматографії та для розробки імуносенсорів
1, 2Горбатюк О. Б., 1, 3Бахмачук А. О., 1Дубей Л. В., 1, 3Усенко М. О., 1, 2Іродов Д. М., 1, 2Окунєв О. В., 1Костенко О. М., 1Рачков О. Е., 1, 2Кордюм В. А.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. ДУ «Інститут генетичної і регенеративної медицини НАМН України»
    вул. Вишгородська, 67, Київ, Україна, 04114
  3. Навчально-науковий центр «Інститут біології»
    Київського національного університету імені Тараса Шевченка
    вул. Володимирська, 64/13, Київ, Україна, 01601

Abstract

Мета. Отримання рекомбінантного білка А Staphylococcus aureus із залишком цистеїну (SPA-Cys) та його застосування для афінної хроматографії та формування біоселективного елемента імуносенсора. Методи. Генно-інженерними методами конструювали та експресували в E. coli послідовність ДНК, яка кодує п’ять IgG-зв’язувальних доменів SPA, His-таг і цистеїн. Отриманий рекомбінантний білок SPA-Cys іммобілізували на малеїмід-активованих мікрогранулах силікагелю для приготування біоафінного сорбенту та на золотій сенсорній поверхні для розробки імуносенсора. Результати. Cин­те­зом у E. coli був отриманий білок SPA-Cys в розчинній формі з високим виходом. Очищений рекомбінантний білок А має високу IgG-зв’язувальну активність. Ємність біоафінного сор­бенту з іммобілізованим SPA-Cys складала 10–12 мг IgG/мл. Одностадійна процедура афінної хроматографії сироватки кро­-ві дозволяє отримувати IgG з чистотою більш ніж 95 %. По­казано, що біоселективний елемент імуносенсора, сформований на основі SPA-Cys, вибірково взаємодіє з IgG людини і не взаємодіє з контрольними білками. Висновки. Рекомбінантний білок SPA-Cys був успішно використаний для приготування стаціонарної фази афінної хроматографії і формування біоселективного елемента імуносенсора.
Keywords: антитіла, рекомбінантний білок А Sta­phy­lococcus aureus, іммобілізація білка, афінна хрома­то­гра­фія, імуносенсор, поверхневий плазмонний резонанс
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Sidorin EV, Solov'eva TF. IgG-binding proteins of bacteria. Biochemistry (Mosc). 2011;76(3):295-308.
[2] Forsgren A, Sj?quist J. "Protein A" from S. aureus. I. Pseudo-immune reaction with human gamma-globulin. J Immunol. 1966;97(6):822-7.
[3] Abrahms?n L, Moks T, Nilsson B, Hellman U, Uhl?n M. Analysis of signals for secretion in the staphylococcal protein A gene. EMBO J. 1985;4(13B):3901-6.
[4] Moks T, Abrahms?n L, Nilsson B, Hellman U, Sj?quist J, Uhl?n M. Staphylococcal protein A consists of five IgG-binding domains. Eur J Biochem. 1986;156(3):637-43.
[5] Sjodahl J. Repetitive sequences in protein A from Staphylococcus aureus. Arrangement of five regions within the protein, four being highly homologous and Fc-binding. Eur J Biochem. 1977;73(2):343-51.
[6] Hober S, Nord K, Linhult M. Protein A chromatography for antibody purification. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2007;848(1):40-7.
[7] Makaraviciute A, Ramanaviciene A. Site-directed antibody immobilization techniques for immunosensors. Biosens Bioelectron. 2013;50:460-71.
[8] Rachkov A, Holodova Y, Ushenin Y, 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.
[9] 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.
[10] Dubois L, Nuzzo R. Synthesis, structure, and properties of mo­del organic surfaces. Annu Rev Phys Chem. 1992; 43(1): 437–63.
[11] Wong LS, Khan F, Micklefield J. Selective covalent protein immobilization: strategies and applications. Chem Rev. 2009;109(9):4025-53.
[12] Hermanson GT. Bioconjugate techniques. 2nd Ed. Ams­ter­dam: «Academic Press», 2008. 1202p.
[13] Venkatesan N, Kim BH. Peptide conjugates of oligonucleotides: synthesis and applications. Chem Rev. 2006;106(9):3712-61.
[14] Lu K, Duan QP, Ma L, Zhao DX. Chemical strategies for the synthesis of peptide-oligonucleotide conjugates. Bioconjug Chem. 2010;21(2):187-202.
[15] Peng H, Chen W, Cheng Y, Hakuna L, Strongin R, Wang B. Thiol reactive probes and chemosensors. Sensors (Basel). 2012;12(11):15907-46.
[16] Krchn?k V, V?gner J, Safar P, Lebl M. Noninvasive continuous monitoring of solid-phase peptide synthesis by acid-ba­se indicator. Collect Czech Chem Commun. 1988; 53(11): 2542–48.
[17] Keller O, Rudinger J. Preparation and some properties of maleimido acids and maleoyl derivatives of peptides. Helv Chim Acta. 1975;58(2):531-41.
[18] Song HY, Ngai MH, Song ZY, MacAry PA, Hobley J, Lear MJ. Practical synthesis of maleimides and coumarin-linked probes for protein and antibody labelling via reduction of native disulfides. Org Biomol Chem. 2009;7(17):3400-6.
[19] Studier FW. Protein production by auto-induction in high density shaking cultures. Protein Expr Purif. 2005;41(1):207-34.
[20] Westermeir R. Electrophoresis in practice: a guide to me­thods and application of DNA and protein separations. Wei­nheim: «VCH», 1997. 331 p.
[21] Oligonucleotide synthesis: a practical approach. Ed. Gait MJ. Oxford: «IRL Press», 1984. 217 p.
[22] Mallik R, Wa C, Hage DS. Development of sulfhydryl-reactive silica for protein immobilization in high-performance affinity chromatography. Anal Chem. 2007;79(4):1411-24.