CZ33404U1 - Genový konstrukt a fúzní termostabilní lysostafin - Google Patents

Genový konstrukt a fúzní termostabilní lysostafin Download PDF

Info

Publication number
CZ33404U1
CZ33404U1 CZ201936726U CZ201936726U CZ33404U1 CZ 33404 U1 CZ33404 U1 CZ 33404U1 CZ 201936726 U CZ201936726 U CZ 201936726U CZ 201936726 U CZ201936726 U CZ 201936726U CZ 33404 U1 CZ33404 U1 CZ 33404U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
sequence
gly
thermostable
gene construct
fusion
Prior art date
Application number
CZ201936726U
Other languages
English (en)
Inventor
Lubomír Janda
Adam Norek
Šárka Kobzová
Original Assignee
Vu Veterinarniho Lekarstvi V V I
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vu Veterinarniho Lekarstvi V V I filed Critical Vu Veterinarniho Lekarstvi V V I
Priority to CZ201936726U priority Critical patent/CZ33404U1/cs
Publication of CZ33404U1 publication Critical patent/CZ33404U1/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/48Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • C12N9/50Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
    • C12N9/52Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from bacteria or Archaea

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Description

Oblast techniky
Předkládané technické řešení se týká genového konstruktu pro expresi bakteriocinových lytických enzymů s katalytickou aktivitou dvoubodové termostabilní varianty β-lytické endopeptidázy a fúzních endolysinů.
Dosavadní stav techniky
Lysostafin (EC 3.4.24.75) je monomemí enzym patricí do skupiny peptidů a proteinů známých jako bakteriociny. Jedná se o extracelulámí enzym produkovaný bakterií Staphylococcus simulans. Lysostafin hydrolyticky štěpí peptidovou vazbu mezi 3. a 4. glycinovým zbytkem pentaglycinové spojky peptidoglykanu v buněčných stěnách bakterií Staphylococcus aureus. Struktura aktivní formy lysostafinu je tvořena katalytickou doménou a vazebnou doménou, která interaguje s peptidoglykanem buněčných stěn. Obě domény jsou spojeny linkerem, což je řetězec asi 15 aminokyselin.
Předkládané řešení si klade za cíl poskytnout genový konstrukt pro efektivní expresi termostabilní varianty β-lytické endopeptidázy a fúzních endolysinů s vysokou aktivitou a stabilitou a snadnou expresí.
Podstata technického řešení
Předkládané technické řešení poskytuje genový konstrukt obsahující kódující sekvenci termostabilní varianty β-lytické endopeptidázy s dvěma bodovými mutacemi, který obsahuje kódující sekvenci ubikvitinu Ub2 a ve směru čtení od sekvence ubikvitinu Ub2 sekvenci kódující 14 His-Tag, přičemž sekvence kódující 14 His-Tag je následována sekvencí kódující štěpné místo pro TEV proteázu a sekvence kódující štěpné místo pro TEV proteázu je následována nukleotidovou sekvencí kódující termostabilní variantu β-lytické endopeptidázy N39P_T178L s optimalizovanou frekvencí kodonů pro E. coli. Tato sekvence je zde uvedena jako SEQ ID NO. 1.
atgcagatcttcgttaaaaccctgaccggtaaaaccatcaccctggaagttgaaccgtctgacaccatcgaaaacgttaaagcgaaaatcca ggacaaagaaggtatcccgccggaccagcaggaactgatcttcgcgggtaaacagctggaagacggtcgtaccctgtctgactacaacat ccagaaagaatctaccctgcacctggttctgcagctcgagggtggtcaccaccaccactctggtcaccaccacaccggtcaccaccaccac tctggttctcaccaccactctggtggtgaaaacctgtacttccagtctggtggtggtaccatggcgCACGAACACAGCGCGCA GTGGCTGAACAACTACAAGAAAGGTTATGGCTATGGTCCGTATCCGCTGGGTATCAA TGGTGGTATGCACTACGGCGTGGACTTCTTTATGCCGATCGGTACCCCGGTGAAGGC GATCAGCAGCGGCAAAATTGTTGAGGCGGGTTGGAGCAACTATGGTGGCGGTAACC AGATCGGCCTGATTGAAAACGACGGTGTGCACCGTCAATGGTACATGCACCTGAGCA AGTATAACGTGAAAGTTGGCGATTACGTTAAGGCGGGTCAGATCATTGGCTGGAGCG GTAGCACCGGTTATAGCACCGCGCCGCACCTGCACTTCCAGCGTATGGTGAACAGCT TTAGCAACAGCACCGCGCAAGACCCGATGCCGTTCCTGAAGAGCGCGGGTTATGGTA AAGCGGGCGGATCCGTTACCCCGACCCCGAACACCGGCTGGAAGACCAACAAATAC GGCACCCTGTATAAAAGCGAGAGCGCGAGCTTCACCCCGAACACCGACATCATTCTG CGTACCACCGGCCCGTTTCGTAGCATGCCGCAGAGCGGCGTGCTGAAGGCGGGTCA AACCATCCACTATGACGAAGTTATGAAACAGGATGGTCACGTGTGGGTTGGTTACAC CGGCAACAGCGGTCAACGTATTTATCTGCCGGTTCGCACCTGGAATAAAAGCACCAA TACCCTGGGCGTTCTGTGGGGCACCATCAAGTAAAGATCTCTCGAG (SEQ ID NO. 1)
Původní gen kódující β-lytickou endopeptidázu obsahuje enzymovou část a predoménu
- 1 CZ 33404 U1 ovlivňující aktivitu enzymu (gen ENAICAA29494ICAA29494.1 Staphylococcus simulans bv. staphylolyticus). V rámci předkládaného řešení byla sekvence kódující enzymovou část (velká písmena v SEQ ID NO. 1) vyňata z genu a byla optimalizována frekvence kodonů pro E. coli. Navíc byly provedeny změny kodónů vedoucí k mutacím N39P a T178L. Dále byl připojen fúzní protein ubiquitin Ub2 a His-Tag kotvička.
Dalším předmětem technického řešení je proteinový produkt exprese genového konstruktu majícího sekvenci SEQ ID NO. 1. Proteinový produkt - fúzní termostabilní lysostafm - obsahuje sekvence ubikvitinu 2, 14 His-Tagu, přičemž sekvence kódující His-Tag je následována podtrženou sekvencí (NLYFQ) kódující štěpné místo pro TEV proteázu a β-lytické termostabilní endopeptidázy N39P_T178L (aM23-SH3b) má sekvenci SEQ ID NO. 2:
MQIFVKTLTGKTITLEVEPSDTIENVKAKIQDKEGIPPDQQELIFAGKQLEDGRTLSDYNIQ KESTLHLVLQLEGGHHHHSGHHHTGHHHHSGSHHHSGGENLYFQSGGGTMAHEHSAQ WLNNYKKGYGYGPYPLGINGGMHYGVDFFMPIGTPVKAISSGKIVEAGWSNYGGGNQI GLIENDGVHRQWYMHLSKYNVKVGDYVKAGQIIGWSGSTGYSTAPHLHFQRMVNSFS NSTAQDPMPFLKSAGYGKAGGSVTPTPNTGWKTNKYGTLYKSESASFTPNTDIILRTTGP FRSMPQSGVLKAGQTIHYDEVMKQDGHVWVGYTGNSGQRIYLPVRTWNKSTNTLGVL WGTIK (SEQ ID NO. 2)
Níže je uvedena kódující sekvence SEQ ID NO. 1 s kódovanými aminokyselinami (SEQ ID NO. 2). Podtrženy jsou kodóny a aminokyseliny odpovídající mutacím N39P a T178L:
-2CZ 33404 U1 atg cag. aw ttc gtt. aaa acc egg, acc ggt, aaa ace ate ace. gtg gaa gtt gas coj, ret.
M Q I F V K T L T G K T I T L E V E P S gag acc aw gaa aac gtt aaa geg aaa ate, gag gee aaa gaa ggt ate egg ggg gag gag
D T I E R V X A K I Q D K E G Σ P P D Q gag, gaa ctg. ate tie. ggg ggt, aaa gag, ctg. gaa gag. ggt egg. acc gag, tet gag. cac aac.
QELIEAGKQLEDGRTLSDYK ate cag aaa jge tet acc gtg cag etg gtt etg gag etc gag ggt ggt cac gas cac sac
I KESTLHLVLGLEG G Η Η Η H tet- get cac cac cac acc got cac cac cac cac tet ggt tet cac cac cac tet qqt qqt <.χχ··.·χ<·· <.'»κ·χχ· χ<·χχ··.<χ- ν.·χ<·χχ· χ<·χχ·:·χ- χχ·:·χ<·χ· wexx·:·· <·χχ·:>χ<·' <.χχ·χχ·>· «.·χχ·:«χχ· ν..χχ·χχ· χ<·χχ·;.χ·· χχ·χχ<«χ·· χχ·>χχ·χ· <·χχ·χχ<< κ·χχ<>χχ· ν>χχ·χχ· ·5ν«·χχ· '·χ··ο.··.>χS G Η Η Η I G S Η Η Η, S S S Η Η 8 S GG.
gaa, aac etg. tac tee. cag tet ggt, ggt. ggt. acc atg. ggg CAC GAA CAC AGC GCG CAGTGG
EMLYF QSG G G. T M A Η E β S A QW ere AAC AAC TAC AAG AAA GGT TAT GGC TAT GGT CCG TAT CCG CTG GGT ATC AAT GGEGGT
L Μ N Y K X G Y G Y G P Y P L G I N GG
ATG CAC TAC GGC GTG GAC TTC 1ST ATG CCG ATC GGT ACC CCG GTG AAG GCG ATC AGCAGC
Μ Η Y G V D F F & P I G T P V K A I SS
GGC AAA ATT GTT GAG GCG GGT TGG AGC AAC TAT GGT GGC SGI AAC CAG ATC GGC CTGATT
S K I V E A G W 5 K Y G G G N $ I G LI
GAA AAC GAC GGT GTG CAC CGT CAA TGG TAC ATG CAC CTG AGC AAG TAT AAC GTG AAAGTT
E a D G V K R Q 5f Y Μ K L S K Y 3 V KV iJ-kl aAG GlG G\jT CAG Al L· AT 1 AGC GG1 AGl. As_c TA.T Aí^C ACC
G D Y V K A G Q I I. G W S G S T G Y 5T
GCG CCG CAC CTG CAC TTC CAG CGT ATG GTG AAC AGC TET AGC AAC AGC ACC GCG CAAGAC
APHLHFQRM V N 5 F S N S E A QD·
CCG ATG CCG TTC CTG AAG AGC GCG GGT TAT GGT AAA GCG GGC GGA TCC GTT ACC CCGACC
PMPFLKSAGY G K A G G S V T PT
CCG AAC ACC GGC TGG AAG ACC AAC AAA TAC GGC ACC CTG IAE AAA AGC GAG AGC GCGAGC
P Η T G Li X T N K Y G TLYKSESAS
TTC ACC CCG AAC ACC GAC ATC ATT CTG CGT ACC ACC GGC CCG TTT CGT AGC ATG CCGCAG
F T P K T D Σ I L R T T G F F S 5 M PQ
AGC GGC GTG CTG ΆΆΞ GCG GGT CAA ACC ATC CAC TAT GAC GAA GTT ATG AAA CAG GATSGT
S G V L K A. G Q T T β Ϊ D E V Μ K Q EG
CAC GTG TGG GTT GGT TAC ACC GGC AAC AGC GGT CAA CGT ATT TAT CTG CCG GTT CGC ACC
Η V W V G Y T G if .5 G Q RITE P V RT
TGG AAT AAA AGC ACC AAT ACC CTG GGC GTT CTG TGG GGC ACC ATC AAG TAA AGA TCT CTC w K KSTNTLGVLWGTIK-R5L
Tento genový konstrukt lze exprimovat pomocí expresního systému zahrnujícího rekombinantní 5 plasmid pro expresi termostabilní varianty β-lytické endopeptidázy, obsahující indukovatelný promotor a selekční gen, a dále obsahující sekvenci označenou výše jako SEQ ID NO. 1 kódující sekvenci ubikvitinu Ub2 a ve směru čtení od sekvence ubikvitinu Ub2 sekvenci kódující 14 HisTag, přičemž sekvence kódující His-Tag je následována sekvencí kódující štěpné místo pro TEV proteázu, viz. SEQ ID NO. 2, a sekvence kódující štěpné místo pro TEV proteázu je následována ίο nukleotidovou sekvencí pro β-lytickou endopeptidázu.
Indukovatelným promotorem může být promotor T7, selekčním genem gen pro rezistenci k antibiotiku kanamycin. Vhodným plasmidem je například expresní vektor pUbExl5 (Kobzová S, Diplomová práce, Masarykova univerzita 2017) obsahující gen pro Ub2, do něhož je vložen genový konstrukt obsahující sekvenci termostabilní varianty β-lytické endopeptidázy N39P_T178L (aM23-SH3b).
Podle původní sekvence ze Staphylococcus simulans bv. staphylolyticus byl připraven genový konstrukt obsahující gen pro termostabilní variantu β-lytické endopeptidázy. Tento gen obsahuje katalytickou doménou a vazebnou doménou, která interaguje s peptidoglykanem buněčných stěn. Termostabilní varianta β-lytické endopeptidázy N39P T178L byla navržena s využitím energetického a evolučního výpočetního přístupu stabilizace proteinů. Bylo navrženo 14 potenciálně stabilizujících jednobodových mutací β-lytické endopeptidázy. Po verifikaci jednobodových mutací bylo navrženo a experimentálně ověřeno pět dvoubodových mutací, z nichž varianta β-lytické endopeptidázy N39P T178L vykazuje zlepšení teplotní stability enzymu o 3 °C. Sekvence obsahuje dvě bodové mutace N38P (prolin za asparagin) v katalytické doméně a T178L (leucin za threonin) ve vazebné doméně.
Universální tag Ubikvitin (Ub) je protein vytvářející s většinou proteinů interakci s afinitou Kd>0,3 mM, který zakrývá hydrofobní části fúzovaného proteinu s přímým vlivem na expresi a rozpustnost proteinu. Ubikvitin Ub2 při práci s vektorem slouží jako fuzní tag, který usnadňuje práci s rekombinantními proteiny. Původně je ubikvitin eukaryotický protein o velikosti 8,5 kDa s mnoha funkcemi. Jeho sekvence je vysoce konzervovaná od jednobuněčných organismů až po člověka. Jeho přítomnost v sekvenci usnadňuje produkci, isolaci a identifikaci proteinu z hostitelského produkčního systému. Produkovanému proteinu zvyšuje rozpustnost. Sekvence 76 aminokyselin modifikovaného Ub2 je téměř totožná s lidským ubikvitinem a liší se jen ve třech aminokyselinách R42E, R72Q a R74E. Díky těmto změnám došlo ke snížení pí ubikvitinu z 7,0 na 6,2. Tato změna vedla ke zvýšení termodynamické stability fuzního endolysinu.
Dále je výhodné použít fuzní tag 14 His-Tag zajišťující vysokou výtěžnost čistého proteinu během purifikace. Díky delší a flexibilnější sekvenci nedochází u tohoto afinitního tágu ke skrytí do struktury fuzního proteinu. Tento fuzní 14 His-Tag je umístěn za Ub2 a následován štěpným místem pro TEV proteázu. Přítomnost TEV štěpného místa (podtržená sekvence NLYFQ v SEQ ID NO. 1) kódující štěpné místo pro TEV proteázu usnadňuje oddělení obou fuzních tagů pro pozdější strukturní a funkční studie.
Objasnění výkresů
Obr. 1 Bod tání původní β-lytické endopeptidázy měřený pomocí diferenciační skenovací fluorimetrie, v pufiru NaK fosfát pH6 + 400 mM NaCL
Obr. 2 Bod tání mutantní β-lytické endopeptidázy měřený pomocí diferenciační skenovací fluorimetrie, v pufiru NaK fosfát pH6 + 400 mM NaCL
Obr. 3 Bod tání původní βΐ^κ^έ endopeptidázy měřený pomocí diferenciační skenovací fluorimetrie, v pufiru NaK fosfát pH5 + 400 mM NaCL
Obr. 4 Bod tání mutantní β-lytické endopeptidázy měřený pomocí diferenciační skenovací fluorimetrie, v pufiru NaK fosfát pH5 + 400 mM NaCL
-4CZ 33404 U1
Příklady uskutečnění technického řešení
Klonování
Pro klonování rekombinantního proteinu byl použit expresní vektor pUbExl5. Tento vektor obsahuje silný promotor T7 a gen pro rezistenci k antibiotiku kanamycin, který uděluje buňkám selekční výhodu a usnadňuje expresi genů (Kobzová Š, Diplomová práce, Masarykova univerzita 2017).
Všechna subklonování a veškerá genetická manipulace byla prováděna v kmeni E. coli DH10[> (Invitrogen, Carlsbad, US). Gen pro lysostafin s bodovými mutacemi byl syntetizován firmou GenScript na zakázku podle zadání původců, jednalo se o sekvenci popsanou výše jako SEQ ID NO. 1. Navržená sekvence obsahovala místa pro restrikční štěpení. Celý gen (aM23-SH3b) byl štěpen enzymy Ncol a Xhol a vložen do vektoru pUbExl5 (Ncol, Sáli)
Transformace
Za expresní systém byl zvolen bakteriální systém E. coli buňky BL21(DE3), což jsou geneticky modifikované kmeny E. coli s upraveným genomem pro cílenou manipulaci a načasování exprese rekombinantního proteinu. Klíčovou roli zde hraje gen lad, který kóduje lac represor, a gen DE3, který nese informaci pro syntézu T7 RNA polymerázy, která je zodpovědná za transkripci inzertu. Lac represor nasedá na lac promotor (promotor genu DE3), blokuje tím syntézu T7 RNA polymerázy a transkripce neprobíhá. Pokud je v buňce přítomen IPTG, váže na sebe lac represor, který se uvolní z vazby na lac promotor a umožní tím syntézu T7 RNA polymerázy a transkripci. Transformace plasmidové DNA byla provedena metodou teplotního šoku do chemokompetentních buněk E. coli. Pro další manipulaci a analýzy byly z kolonií připraveny bakteriální konzervy, které byly zamraženy v hluboko mrazicím boxu při -80 °C, kde je možno bakterie uchovat až několik let.
Jako buňky schopné přijmout rekombinantní DNA byly tedy použity kompetentní buňky E. coli kmen BL21(DE3). Do mikrozkumavky, společně s kompetentními buňkami (100 μΐ), bylo vloženo 5 μΐ plasmidové DNA. Takto vzniklá směs byla promíchána na vortexu a ponechána na ledu. Po 30 minutách byla směs krátce zahřáta na 42 °C ve vodní lázni po dobu 1 minuty. Ke směsi bylo přidáno 500 μΐ SOC media, vzorek byl inkubován ve 37 °C 1 hodinu za stálého míchání (200 ot/min). Nakonec byl vzorek stočen ve stolní centrifuze (3 000 ot/min, 1 min, RT), určitý objem média byl odlit ave zbylém objemu (asi 100 μΐ) byl buněčný pelet rozpuštěn a nanesen na agarové misky, jež obsahovaly antibiotikum kanamycin.
Jednotlivé kolonie byly kultivovány odděleně v 5 ml LB (Luria-Bertoni) média s přídavkem příslušného antibiotika, a to opět přes noc při teplotě 37 °C za stálého třepání. Následující den byla z jednotlivých kolonií izolovaná DNA pomocí NucleoSpin® PlasmidQuickPureKit (Macherey-Nagel). Kontrola sekvence plazmidu byla provedena pomocí restrikčního štěpení enzymy BamHI a Ncol.
Příprava bakteriálních konzerv
Z agarové plotny obsahující narostlé kolonie expresních buněk bylo odpíchnuto 20 až 30 kolonií a ty byly zaočkovány do 100 ml TB média s přídavkem 1% glukózy a 50 pg/ml kanamycinu. Bakteriální suspenze rostla přes noc při 37 °C. Následovala centrifugace (10 minut, 5 000 ot/min). Pelet byl rozpuštěn ve 4 ml 10% sterilního glycerolu, rozdělen pomocí mikropipety do mikrozkumavek po objemu 1 ml, a pro další použití zamražen v tekutém dusíku a skladován na -80 °C.
-5 CZ 33404 U1
Exprese v bohatém médiu
Pro kultivaci expresních buněk nesoucích rekombinantní plasmidovou DNA bylo zvoleno LB médium s obsahem 1% glukózy. Buňky byly indukovány 0,4 mM IPTG po dosažení optické denzity 0,6 při 22 °C.
• Složení bohatého média (1 litr):
g LB média, 1 ml kanamycinu (pro výslednou koncentraci 50 pg/ml), 1% glukóza
Do jednoho litru média (bohatého či minimálního) byl přidán 1 ml bakteriální konzervy a kultivace probíhala při 37 °C po dobu 2 hodin (200 ot/min). Po této době dosáhla optická hustota (měřená při 600 nm) hodnoty 0,6 = log fáze, což je růstová fáze vhodná pro indukci pomocí IPTG o výsledné koncentraci 0,4 mM. Kultivace probíhala při 22 °C po dobu 16 hodin.
Purifikace
Pro uvolnění proteinů z bakteriálních buněk byla zvolena metoda ultrasonikace, kdy jsou buněčné stěny dezintegrovány pomocí ultrazvuku. Proteiny byly přečištěny a purifikovány pomocí afmitní metalochromatografie, využívající kompetice látek histidin - imidazol pro vazbu k niklu, který je imobilizován na matrici kolony. Purifikace byla díky histidinové kotvičce velmi efektivní a pro zisk čistého proteinu stačila její jednokroková varianta. Z jednoho litru kultury je možno získat okolo 200 mg čistého proteinu.
Kultura byla stočena (30 minut, 4 °C, 8 000 ot/min) a pelet byl rozpuštěn v 20 ml sonikačního pufru (lOOmM Tris pH 8; 500mM NaCl, lOmM imidazol; 0.1% TritonX-100). Buňky byly následně lyžovány ultrazvukovými pulzy po dobu 30 minut (doba jednoho pulsu byla 1 s, pauza mezi jednotlivými pulsy 4 s). Lyzát byl stočen (30 minut, 4 °C, 14 000 ot/min). Supernatant byl před nanesením na chromatografickou matrici zbaven zbytků buněčných stěn přečištěním přes mikrofiltr s póry o velikosti 0,22 pm. Pro purifikaci byl použit automatický purifikační systém FPLC AZURA Bio purification system s automatickým sběračem frakcí FOXY R1 a kolona naplněná matricí (Ni Sepharose High Performance) a s imobilizovaným iontem niklu (HisTrap HP, 5ml, GE Healthcare). Kolona byla promyta třemi objemy ekvilibračního pufru, který vytvořil podmínky pro vazbu histidinové kotvičky proteinu k iontům niklu. Celý objem supematantu byl na kolonu nanesen rychlostí 1 ml/min. Následně byla kolona promyta ekvilibračním pufrem, aby se vymyly nenavázané proteiny, obvykle 5 až 7 objemů kolony při rychlosti 2,5 ml/min. Pro uvolnění a vymytí cílového proteinu (SEQ ID NO. 2) byl použit eluční pufr s 300mM imidazolem.
Určení stability Lysostafinu
Pro experiment byla použita metoda Thermal Shift Assay (TSA), známá v literatuře také jako diferenciační skenovací fluorimetrie (DSF), která umožňuje stanovit optimální podmínky pro stabilizaci proteinů bez nutnosti použít specializovaný přístroj. TSA sleduje tepelné rozbalení (denaturaci) proteinu v přítomnosti fluorescenční barvy (SYPRO oranž). Barva je v nepolárním prostředí vysoce fluorescenční. Nepolární prostředí zajišťují hydrofobní místa denaturujícího se proteinu, které se při postupném zvyšování teploty odkrývají na povrch. Měřená teplota tání (Tm) proteinu tak vyjadřuje jeho stabilitu.
Do 96jamkové destičky byla aplikována směs v pořadí - pufr, voda, protein, a nakonec fluorescenční barvivo (SYPRO oranž), které je citlivé na světlo a je nutno sním manipulovat rychle, aby nedošlo k předčasné reakci. Přes destičku byla nalepena ochranná fólie a krátce stočena (max. 5 000 ot/min). Na thermocycleru byl nastaven program gradient 25 °C —> 95 °C, který zvyšuje teplotu o 0,2 °C na cyklus. Výsledky byly zpracovány pomocí softwaru LightCycler® 480 Software, verze 1.5.
-6CZ 33404 U1
Výstupem experimentu jsou křivky teploty tání pro každý testovaný pufr. Jejich vrcholem je bod tání, kdy právě polovina proteinu je v denaturovaném stavu, který určuje stabilitu proteinu. Ve fosfátovém pufru v pH 6 (NaK fosfát pH 6 + 400 mM NaCl) byl mutant stabilnější než původní 5 β-lytická endopeptidáza o 5,2 °C (obr. 1 a 2). Ve fosfátovém pufru vpH5 (NaK fosfát pH5 + 400 mM NaCl) dosáhl mutant β-lytické endopeptidázy vůbec nejvyšší stability 67,72 °C (obr. 4). Stejně tak v tomto pufru původní β-lytická endopeptidáza dosáhla nejvyšší stability 63,99 °C (obr. 3). Oproti mutantu měla ovšem endopeptidáza sníženou stabilitu o 3,71 °C.
ίο Křivky jsou vypočítané automaticky, a to dvěma numerickými metodami - Boltzmannovou metodou a metodou první derivace. Největší teplotní stabilita obou enzymů byla naměřena u pufřů v rozmezí pH 5,0 až 7,0 (tabulka 1).
Pufr Tm Mutant [°C] Směrodatná odchylka
0,1 MNa-K fosfát pH 7,0 64,44 ± 1,16
0,2 M MES pH 6,2 + 400 mM NaCl 65,08 ± 1,19
0,1 M Na-K fosfát pH6 65,28 ± 1,62
0,2 M MES pH 5,8 + 400 mM NaCl 65,335 ± 1,48
0,1 M Na-K fosfát pH6 + 400 mM NaCl 66,70 ± 2,02
0,1 M Na-K fosfát pH 5,0 + 400 mM NaCl 67,30 ± 1,83
Pufr Tm WT [°C] Směrodatná odchylka
0,1 M Na-K fosfát pH6 + 400 mM NaCl 60,71 ± 1,23
0,1 M Na-K fosfát pH6 + 400 mM NaCl 61,48 ± 1,92
0,1 MNa-K fosfát pH 7,0 61,11 ± 1,09
0,2 M MES pH 6,2 + 400 mM NaCl 61,29 ± 0,31
0,1 M Na-K fosfát pH6 62,96 ± 0,99
0,1 M Na-K fosfát pH 5,0 + 400 mM NaCl 64,45 ± 1,02
-7 CZ 33404 U1
SEQUENCE LISTING <110> Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v. v. i.
<120> Genový konstrukt a fúzní termostabilní lysostafin <130> UM <160>2 <170> Patentin version 3.5 <210>1 <211>1083 <212> DNA <213> artificial <220>
<223> genový konstrukt kódující mutantní beta-lytickou endopeptidázu <400> 1
atgcagatct tcgttaaaac cctgaccggt aaaaccatca ccctggaagt tgaaccgtct 60
gacaccatcg aaaacgttaa agcgaaaatc caggacaaag aaggtatccc gccggaccag 120
caggaactga tcttcgcggg taaacagctg gaagacggtc gtaccctgtc tgactacaac 180
atccagaaag aatctaccct gcacctggtt ctgcagctcg agggtggtca ccaccaccac 240
tctggtcacc accacaccgg tcaccaccac cactctggtt ctcaccacca ctctggtggt 300
gaaaacctgt acttccagtc tggtggtggt accatggcgc acgaacacag cgcgcagtgg 360
ctgaacaact acaagaaagg ttatggctat ggtccgtatc cgctgggtat caatggtggt 420
atgcactacg gcgtggactt ctttatgccg atcggtaccc cggtgaaggc gatcagcagc 480
ggcaaaattg ttgaggcggg ttggagcaac tatggtggcg gtaaccagat cggcctgatt 540
gaaaacgacg gtgtgcaccg tcaatggtac atgcacctga gcaagtataa cgtgaaagtt 600
ggcgattacg ttaaggcggg tcagatcatt ggctggagcg gtagcaccgg ttatagcacc 660
gcgccgcacc tgcacttcca gcgtatggtg aacagcttta gcaacagcac cgcgcaagac 720
ccgatgccgt tcctgaagag cgcgggttat ggtaaagcgg gcggatccgt taccccgacc 780
ccgaacaccg gctggaagac caacaaatac ggcaccctgt ataaaagcga gagcgcgagc 840
ttcaccccga acaccgacat cattctgcgt accaccggcc cgtttcgtag catgccgcag 900
agcggcgtgc tgaaggcggg tcaaaccatc cactatgacg aagttatgaa acaggatggt 960
cacgtgtggg ttggttacac cggcaacagc ggtcaacgta tttatctgcc ggttcgcacc 1020
tggaataaaa gcaccaatac cctgggcgtt ctgtggggca ccatcaagta aagatctctc 1080
gag 1083
-8CZ 33404 U1 <210> 2 <2H> 356 <212> PRT <213> artificial <220>
<223> mutantni beta-lytická endopeptidáza <400> 2
Met 1 Gin He Phe Vai 5 Lys Thr Leu Thr Gly 10 Lys Thr He Thr Leu 15 Glu
Vai Glu Pro Ser Asp Thr He Glu Asn Vai Lys Ala Lys He Gin Asp
20 25 30
Lys Glu Gly He Pro Pro Asp Gin Gin Glu Leu He Phe Ala Gly Lys
35 40 45
Gin Leu Glu Asp Gly Arg Thr Leu Ser Asp Tyr Asn He Gin Lys Glu
50 55 60
Ser Thr Leu His Leu Vai Leu Gin Leu Glu Gly Gly His His His His
65 70 75 80
Ser Gly His His His Thr Gly His His His His Ser Gly Ser His His
85 90 95
His Ser Gly Gly Glu Asn Leu Tyr Phe Gin Ser Gly Gly Gly Thr Met
100 105 110
Ala His Glu His Ser Ala Gin Trp Leu Asn Asn Tyr Lys Lys Gly Tyr
115 120 125
Gly Tyr Gly Pro Tyr Pro Leu Gly He Asn Gly Gly Met His Tyr Gly
130 135 140
Vai Asp Phe Phe Met Pro He Gly Thr Pro Vai Lys Ala He Ser Ser
145 150 155 160
Gly Lys He Vai Glu Ala Gly Trp Ser Asn Tyr Gly Gly Gly Asn Gin
165 170 175
He Gly Leu He Glu Asn Asp Gly Vai His Arg Gin Trp Tyr Met His
180 185 190
Leu Ser Lys Tyr Asn Vai Lys Vai Gly Asp Tyr Vai Lys Ala Gly Gin
195 200 205
He He Gly Trp Ser Gly Ser Thr Gly Tyr Ser Thr Ala Pro His Leu
210 215 220
His Phe Gin Arg Met Vai Asn Ser Phe Ser Asn Ser Thr Ala Gin Asp
225 230 235 240
Pro Met Pro Phe Leu Lys Ser Ala Gly Tyr Gly Lys Ala Gly Gly Ser
245 250 255
Vai Thr Pro Thr Pro Asn Thr Gly Trp Lys Thr Asn Lys Tyr Gly Thr
260 265 270
9CZ 33404 U1
Leu Tyr Lys Ser Glu
275
Leu Arg Thr Thr Gly
290
Lys Ala Gly Gin Thr
305
His Val Trp Val Gly
325
Pro Val Arg Thr Trp
340
Gly Thr lie Lys
355
Ser Ala Ser Phe Thr
280
Pro Phe Arg Ser Met
295 lie His Tyr Asp Glu
310
Tyr Thr Gly Asn Ser
330
Asn Lys Ser Thr Asn
345
Pro Asn Thr Asp lie lie
285
Pro Gin Ser Gly Val Leu
300
Val Met Lys Gin Asp Gly
315 320
Gly Gin Arg lie Tyr Leu
335
Thr Leu Gly Val Leu Trp

Claims (2)

1. Genový konstrukt pro expresi termostabilního lysostafinu, vyznačený tím, že obsahuje kódující sekvenci ubikvitinu Ub2 a ve směru čtení od sekvence ubikvitinu Ub2 sekvenci kódující 14 His-Tag, přičemž sekvence kódující 14 His-Tag je následována sekvencí kódující štěpné místo pro TEV proteázu a sekvence kódující štěpné místo pro TEV proteázu je následována nukleotidovou sekvencí kódující termostabilní variantu β-lytické endopeptidázy N39P T178L s optimalizovanou frekvencí kodonů pro E. coli, přičemž uvedený genový konstrukt má následující sekvenci:
atgcagatcttcgttaaaaccctgaccggtaaaaccatcaccctggaagttgaaccgtctgacaccatcgaaaacgttaaagcgaaaatcca ggacaaagaaggtatcccgccggaccagcaggaactgatcttcgcgggtaaacagctggaagacggtcgtaccctgtctgactacaacat ccagaaagaatctaccctgcacctggttctgcagctcgagggtggtcaccaccaccactctggtcaccaccacaccggtcaccaccaccac tctggttctcaccaccactctggtggtgaaaacctgtacttccagtctggtggtggtaccatggcgCACGAACACAGCGCGCA GTGGCTGAACAACTACAAGAAAGGTTATGGCTATGGTCCGTATCCGCTGGGTATCAA TGGTGGTATGCACTACGGCGTGGACTTCTTTATGCCGATCGGTACCCCGGTGAAGGC GATCAGCAGCGGCAAAATTGTTGAGGCGGGTTGGAGCAACTATGGTGGCGGTAACC AGATCGGCCTGATTGAAAACGACGGTGTGCACCGTCAATGGTACATGCACCTGAGCA AGTATAACGTGAAAGTTGGCGATTACGTTAAGGCGGGTCAGATCATTGGCTGGAGCG GTAGCACCGGTTATAGCACCGCGCCGCACCTGCACTTCCAGCGTATGGTGAACAGCT TTAGCAACAGCACCGCGCAAGACCCGATGCCGTTCCTGAAGAGCGCGGGTTATGGTA AAGCGGGCGGATCCGTTACCCCGACCCCGAACACCGGCTGGAAGACCAACAAATAC GGCACCCTGTATAAAAGCGAGAGCGCGAGCTTCACCCCGAACACCGACATCATTCTG CGTACCACCGGCCCGTTTCGTAGCATGCCGCAGAGCGGCGTGCTGAAGGCGGGTCA AACCATCCACTATGACGAAGTTATGAAACAGGATGGTCACGTGTGGGTTGGTTACAC CGGCAACAGCGGTCAACGTATTTATCTGCCGGTTCGCACCTGGAATAAAAGCACCAA TACCCTGGGCGTTCTGTGGGGCACCATCAAGTAAAGATCTCTCGAG (SEQ ID NO. 1).
2. Fúzní termostabilní lysostafin kódovaný genovým konstruktem podle nároku 1, vyznačený tím, že obsahuje sekvence ubikvitinu 2, 14 His-Tagu a β-lytické termostabilní endopeptidázy N39P T178L a má následující sekvenci:
MQIFVKTLTGKTITLEVEPSDTIENVKAKIQDKEGIPPDQQELIFAGKQLEDGRTLSDYNIQ KESTLHLVLQLEGGHHHHSGHHHTGHHHHSGSHHHSGGENLYFQSGGGTMAHEHSAQ
- 10CZ 33404 U1
WLNNYKKGYGYGPYPLGINGGMHYGVDFFMPIGTPVKAISSGKIVEAGWSNYGGGNQI GLIENDGVHRQWYMHLSKYNVKVGDYVKAGQIIGWSGSTGYSTAPHLHFQRMVNSFS NSTAQDPMPFLKSAGYGKAGGSVTPTPNTGWKTNKYGTLYKSESASFTPNTDIILRTTGP FRSMPQSGVLKAGQTIHYDEVMKQDGHVWVGYTGNSGQRIYLPVRTWNKSTNTLGVL 5 WGTIK (SEQ ID NO. 2).
CZ201936726U 2019-10-09 2019-10-09 Genový konstrukt a fúzní termostabilní lysostafin CZ33404U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ201936726U CZ33404U1 (cs) 2019-10-09 2019-10-09 Genový konstrukt a fúzní termostabilní lysostafin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ201936726U CZ33404U1 (cs) 2019-10-09 2019-10-09 Genový konstrukt a fúzní termostabilní lysostafin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ33404U1 true CZ33404U1 (cs) 2019-11-19

Family

ID=68617419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ201936726U CZ33404U1 (cs) 2019-10-09 2019-10-09 Genový konstrukt a fúzní termostabilní lysostafin

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ33404U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101351550B (zh) 具有卓越的伴侣和折叠活性的嵌合融合蛋白
US20110151538A1 (en) Affinity purification by cohesin-dockerin interaction
JP2016504417A (ja) インテイン媒介によるタンパク質の精製
EP2714727B1 (en) High affinity sumo traps
US8859237B2 (en) Diguanylate cyclase method of producing the same and its use in the manufacture of cyclic-di-GMP and analogues thereof
KR20220061126A (ko) 카스파제-2 변이체
Araújo et al. Influence of the histidine tail on the structure and activity of recombinant chlorocatechol 1, 2-dioxygenase
US20230416708A1 (en) Novel Variants of Endonuclease V and Uses Thereof
JP2002514906A (ja) 哺乳動物リボヌクレアーゼインヒビターおよびその使用
JP2016518855A (ja) 融合プロテアーゼ
He et al. High-level expression of human extracellular superoxide dismutase in Escherichia coli and insect cells
CZ33404U1 (cs) Genový konstrukt a fúzní termostabilní lysostafin
JP4546089B2 (ja) 融合タンパク質
US20210163899A1 (en) Fusion proteins for the detection of apoptosis
CZ36714U1 (cs) Termostabilní endolysin a kódující sekvence
Andrianova et al. Role of α-helical domains in functioning of ATP-dependent Lon protease of Escherichia coli
JP2018521690A (ja) タンパク質の発現、溶解性および精製を改善するための融合タンパク質タグとしてのリカバリン
EP1362120A1 (en) Method for purification of soluble ssao
CN102108344A (zh) 那西肽耐药型核糖体rna甲基转移酶、其制备方法及应用
RU2732795C1 (ru) Рекомбинантный слитый белок
KR101080750B1 (ko) 저온 저항성을 부여하는 단백질
CZ28939U1 (cs) Genový konstrukt a fúzní endolysin
RU2451076C1 (ru) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОТЕИНАЗЫ Ulp275
US10604778B2 (en) BRCA2 mediated protein purification recombinase
KR19990067302A (ko) 벼 nadh-의존성 환원효소, 그의 유전자 및 그의 용도

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20191119

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20230919