RU2046145C1 - Recombinant strain of salmonella minnesota - a producer of plague microbe capsule antigene - Google Patents

Recombinant strain of salmonella minnesota - a producer of plague microbe capsule antigene Download PDF

Info

Publication number
RU2046145C1
RU2046145C1 SU5057015A RU2046145C1 RU 2046145 C1 RU2046145 C1 RU 2046145C1 SU 5057015 A SU5057015 A SU 5057015A RU 2046145 C1 RU2046145 C1 RU 2046145C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strain
minnesota
pfs1
antigene
producer
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Степаншина
Т.А. Гремякова
А.П. Анисимов
О.В. Коробова
Г.А. Анисимов
И.Н. Ежов
В.Г. Лиходед
Original Assignee
Государственный научно-исследовательский институт прикладной микробиологии
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 Государственный научно-исследовательский институт прикладной микробиологии filed Critical Государственный научно-исследовательский институт прикладной микробиологии
Priority to SU5057015 priority Critical patent/RU2046145C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2046145C1 publication Critical patent/RU2046145C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology. SUBSTANCE: on the basis of Salmonella minnesota R595 with Re-form of lipopolysaccharide strain carrying plasmid pFS1 encoding synthesis of plague microbe F1 antigene is constructed. The use of recombinant strain S. minnesota R595 pFS1 ensures to obtain highly purified F1 antigene preparation showing expressed protectivity by a single stage of isolation and with high yield. Method is used for isolation of bioactive preparations. EFFECT: construction of strain indicated above. 2 tbl

Description

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам использования штаммов-продуцентов для выделения биологически активных препаратов. The invention relates to biotechnology, and in particular to methods of using producer strains to isolate biologically active preparations.

В настоящее время капсульный белок FI чумного микроба выделяют специальными методами из вакцинного штамма Yersinia pestis ЕВ НИИЭГ. Однако синтез FI происходит преимущественно при 37оС, когда чумной микроб имеет ограниченную скорость роста и повышенные питательные потребности. Это приводит к необходимости использования дорогих питательных сред и удлинению срока культивирования штамма до 2 сут.Currently, the capsular protein FI of the plague microbe is isolated by special methods from the vaccine strain Yersinia pestis EB NIIEG. However FI synthesis occurs mainly at 37 ° C when plague microbe has limited growth rate and increased nutritional needs. This leads to the need to use expensive nutrient media and to extend the cultivation of the strain to 2 days.

Для чумного микроба характерно нарушение сборки липополисахарида (ЛПС), на уровне присоединения О-цепей к кору. Полимерное строение FI способствует тому, что белок выделяется вместе с О-цепями и R-фрагментами ЛПС. В результате понижается степень чистоты препарата. A plague microbe is characterized by a violation of the assembly of lipopolysaccharide (LPS), at the level of attachment of O-chains to the cortex. The polymer structure of FI contributes to the fact that the protein is secreted together with O-chains and R-fragments of LPS. As a result, the degree of purity of the drug decreases.

Имеются авирулентные штаммы микроорганизмов с редуцированными ЛПС. В частности ЛПС клеток Salmonella minnesota R595 (гликолипид хемотипа Re) состоит только из липида А и кетодезоксиоктоната. Эти структуры являются общими для подавляющего большинства грамотрицательных бактерий. Присутствуют они также и в ЛПС чумного микроба. Гликолипид Re обладает повышенной гидрофобностью и солюбилизируется при применении специальных методов экстракции, что уменьшает вероятность загрязнения FI при использовании S. minnesota R595 в качестве продуцента. There are avirulent strains of microorganisms with reduced LPS. In particular, the LPS of Salmonella minnesota R595 cells (Re chemotype glycolipid) consists only of lipid A and ketodesoxy octonate. These structures are common to the vast majority of gram-negative bacteria. They are also present in the LPS of the plague microbe. Glycolipid Re has increased hydrophobicity and is solubilized using special extraction methods, which reduces the likelihood of FI contamination when using S. minnesota R595 as a producer.

Целью изобретения является получение штамма-продуцента капсульного антигена чумного микроба с максимальным выходом, минимальными примесями ЛПС и высокой и высокой протективной активностью. The aim of the invention is to obtain a producer strain of the capsule antigen of the plague microbe with a maximum yield, minimal impurities of LPS and high and high protective activity.

Цель достигается тем, что предлагается штамм (кол. N KMI, Музей живых культур РНИПЧИ "Микроб") S. minnesota R595 pFS1, полученный методом криотрансформации. The goal is achieved by the fact that the proposed strain (number N KMI, Museum of living cultures RNIPCHI "Microbe") S. minnesota R595 pFS1 obtained by cryotransformation.

Из штамма E. coli НВ101 pFSI щелочным методом выделяли плазмиду рFS1, кодирующую синтез FI антигена, и криотрансформацией передали в клетки штамма S. minnesota R595. Полученные рекомбинанты выращивали 16-18 ч при 37оС на агаре Хоттингера, содержащем ампициллин, в концентрации 5,0 мкг/мл. Клетки смывали с агара фосфатным буфером, осаждали центрифугированием, из супернатанта выделяли FI, доводя рН до изоэлектрической точки. Полученный осадок белка отделяли центрифугированием и ресуспендировали в том же буфере. Белок хранили в замороженном состоянии при -20оС.From the E. coli strain HB101 pFSI, the pFS1 plasmid coding for the synthesis of FI antigen was isolated by alkaline method and transferred to the cells of strain S. minnesota R595 by cryotransformation. The obtained recombinants were grown 16-18 hours at 37 ° C on Hottinger agar containing ampicillin at a concentration of 5.0 ug / ml. Cells were washed with agar with phosphate buffer, pelleted by centrifugation, FI was isolated from the supernatant, adjusting the pH to an isoelectric point. The resulting protein precipitate was separated by centrifugation and resuspended in the same buffer. The protein was stored frozen at -20 ° C.

Штамм S. minnesota R595 pFS1 характеризуется следующими признаками. Strain S. minnesota R595 pFS1 is characterized by the following features.

Морфологические признаки. Morphological signs.

Клетки хорошо растут на простых питательных средах. При выращивании на агаре Хоттингера, питательном агаре "Дифко" колонии шероховатые, круглые, выпуклые, блестящие, серебристые, мутные, края ровные. При выращивании в жидких средах (мясопептонном бульоне, LB-бульоне) образуют ровную интенсивную муть. Cells grow well on simple nutrient media. When grown on Hottinger agar, Difco nutrient agar, the colonies are rough, round, convex, shiny, silvery, cloudy, with smooth edges. When grown in liquid media (meat and peptone broth, LB broth) they form a uniform intense turbidity.

Физиолого-биохимические признаки. Physiological and biochemical characteristics.

Клетки растут при температуре 4-45оС, при нейтральных значениях рН. Синтез антигена и его секреция в культуральную жидкость осуществляется при выращивании культуры S. minnesota R595 pFS1 в забуференной среде с рН 6,8-7,2 при 37оС. В качестве источника углерода клетки используют многие углеводы, спирты, органические кислоты: в частности d-глюкозу, d-фруктозу, галактозу.Cells grow at a temperature of 4-45 о С, at neutral pH values. Synthesis antigen and its secretion into the culture liquid is carried out by growing a culture S. minnesota R595 pFS1 in a buffered medium of pH 6.8-7.2 at 37 ° C. As the carbon source cells are used by many carbohydrates, alcohols, organic acid: in particular d-glucose, d-fructose, galactose.

Источником азота служат как минеральные соли аммонийной и нитратной формы, так и пептон и аминокислоты в органической форме. Mineral salts of ammonium and nitrate forms, as well as peptone and amino acids in organic form serve as a nitrogen source.

Устойчивость к антибиотикам. Antibiotic resistance.

Проявляют устойчивость к ампициллину и тетрациклину, обусловленную используемой плазмидой pFS1, векторная часть которой представлена космидой рНС79. Resistant to ampicillin and tetracycline, due to the used plasmid pFS1, the vector part of which is represented by cosmid pH7979.

П р и м е р 1. Плазмиду pFS1 выделяли щелочным методом. Рабочая концентрация плазмидной ДНК 200 мкг/мл. Криотрансформацию осуществляли в следующей модификации. Ночную агаровую культуру с одной чашки Петри суспендировали в 5 мл охлажденной до 4оС дистиллированной воды и выдерживали на ледяной бане 10 мин. Затем к 4 мл суспензии добавляли 1 мл 5%-ной пептонной воды (рН 6,2) и разливали в тонкостенные стеклянные пробирки по 0,2 мл. К микробным клеткам добавляли по 1 мкг плазмидной ДНК в 0,1 мл дистиллированной воды. Пробы помещали на 5 мин в жидкий азот. Затем суспензии микробных культур инкубировали 10 мин при температуре 42оС; После этого в каждую пробирку добавляли по 0,7 мл охлажденного до 4оС питательного бульона, выдерживали при температуре 37оС в течение 1 ч и высевали на чашки, содержащие 50 мкг/мл ампициллина. Трансформанты вырастали на следующие сутки.EXAMPLE 1. Plasmid pFS1 was isolated by the alkaline method. The working concentration of plasmid DNA is 200 μg / ml. Cryotransformation was carried out in the following modification. An overnight culture agar with one petri dish were suspended in 5 ml of chilled to 4 ° C with distilled water and kept in the ice bath for 10 minutes. Then, 1 ml of 5% peptone water (pH 6.2) was added to 4 ml of the suspension and 0.2 ml were poured into thin-walled glass tubes. One microgram of plasmid DNA in 0.1 ml of distilled water was added to microbial cells. Samples were placed for 5 min in liquid nitrogen. Then the suspension of microbial cultures was incubated for 10 min at a temperature of 42 about ; Then to each tube was added 0.7 ml of chilled to 4 ° C nutrient broth, incubated at 37 ° C for 1 h and plated onto plates containing 50 .mu.g / ml ampicillin. Transformants grew the next day.

Иммунохимические свойства вакцинного штамма Y. pestis ЕВ, исходного и рекомбинантного штаммов. S. minnesota приведены в табл. 1. Immunochemical properties of the vaccine strain Y. pestis EB, the original and recombinant strains. S. minnesota are given in table. 1.

Рекомбинантные клоны S. minnesota, содержащие плазмиду pFS1, морфологически не отличались от клеток исходного штамма. Полученные рекомбинанты выращивали 16-18 ч при 37оС на агаре Хоттингера, содержащем ампициллин в концентрации 50 мкг/мл. По окончании культивирования клетки смывали 0,02 М фосфатным буфером рН 7,2 и использовали для выделения FI. Иммунохимическое тестирование проводили в суспензии клеток с концентрацией 109 кл/мл. Концентрацию клеток определяли турбидометрически. Для сравнения использовали клеточные культуры Y. pestis УВ НИИЭГ, выращенные в аналогичных условиях в течение 2 сут. В табл. 1 представлены данные по синтезу FI культурами S. minnesota R595 pFS1 и Y. pestis ЕВ в разных температурных режимах. Из данных, представленных в табл. 1, видно что продукция FI в S. minnesоta R595 pFS1 сохраняет температурную зависимость как и в штамме Y. pestis ЕВ. Активность в РПГА FI из S. minnesota R595 pFS1 в пересчете на 109 кл/мл была выше в 30-40 раз, чем в Y. pestis.Recombinant S. minnesota clones containing the plasmid pFS1 did not morphologically differ from the cells of the original strain. The obtained recombinants were grown 16-18 hours at 37 ° C on Hottinger agar containing ampicillin at a concentration of 50 ug / ml. At the end of cultivation, the cells were washed with 0.02 M phosphate buffer pH 7.2 and used to isolate FI. Immunochemical testing was carried out in a suspension of cells with a concentration of 10 9 cells / ml. The cell concentration was determined turbidometrically. For comparison, we used cell cultures of Y. pestis UV NIIEG grown under similar conditions for 2 days. In the table. Figure 1 presents data on FI synthesis by cultures of S. minnesota R595 pFS1 and Y. pestis EB at different temperature conditions. From the data presented in table. 1, it can be seen that the production of FI in S. minnesota R595 pFS1 preserves the temperature dependence as in the strain Y. pestis EB. Activity in RPGA FI from S. minnesota R595 pFS1 in terms of 10 9 cells / ml was 30–40 times higher than in Y. pestis.

П р и м е р 2. Выделение FI из S. minnesota R595 pFS1. Клетки культивировали в матрацах на агаре Хоттингера при температуре 37оС в течение 16-18 ч. Микробную массу смывали 0,02 М натрий-фосфатным буфером рН 7,2 со стеклянными бусами. Полученную суспензию клеток осаждали центрифугированием при 10000 об/мин в течение 15 мин. Супернатант закисляли добавлением 0,5 N раствора НСl до конечного рН 4,1. Белковый осадок осаждали центрифугированием при 14000 об/мин в течение 10 мин. Осадок белка перерастворяли в том же буфере и хранили при -20оС. Количество белка определяли по Bradford. Электрофорез в SDS-полиакриламидном геле проводили по Laemmli. Изоэлектрическое фокусирование проводили согласно инструкциям фирмы LKB, прилагаемым к пластинам. Данные по свойствам FI представлены в табл. 2. Выход FI из штамма S. minnesota R595 pFS1 с 1 л среды составил 9,3 мг. Выход FI из Y. pestis, выращенного в течение 2 сут в аналогичных условиях, равнялся 0,25 мл, что почти в 40 раз меньше. Иммунохимические свойства белков не отличались, более того, FI из рекомбинантного штамма был более активен в РПГА и РТПГА, чем исходный FI из штамма Y. pestis EВ. В работе использовали коммерческие препараты иммунодиагностикумов. Содержание углеводов, определенное по Dubous. составило 2% в белке FI из S. minnesota R595 pFS1 и 21,1% в белке из штамма Y. pestis ЕВ. Содержание ЛПС, определенного по Karamian, составляло в относительных величинах 1,2 ед. в FI из рекомбинантного штамма, что в 10 раз ниже, чем в препарате из Y. pestis ЕВ.PRI me R 2. Isolation of FI from S. minnesota R595 pFS1. Cells were cultured in mattresses on Hottinger agar at 37 ° C for 16-18 hours. The microbial mass was washed with 0.02 M sodium phosphate buffer pH 7.2 with glass beads. The resulting cell suspension was pelleted by centrifugation at 10,000 rpm for 15 minutes. The supernatant was acidified by the addition of a 0.5 N HCl solution to a final pH of 4.1. Protein sediment was precipitated by centrifugation at 14,000 rpm for 10 min. Protein pellet was redissolved in the same buffer and stored at -20 ° C. The amount of protein was determined by Bradford. SDS-polyacrylamide gel electrophoresis was performed by Laemmli. Isoelectric focusing was carried out according to the instructions of the company LKB, attached to the plates. Data on the properties of FI are presented in table. 2. The yield of FI from S. minnesota R595 pFS1 strain from 1 liter of medium was 9.3 mg. The yield of FI from Y. pestis grown for 2 days under similar conditions was 0.25 ml, which is almost 40 times less. The immunochemical properties of the proteins did not differ; moreover, FI from the recombinant strain was more active in RPHA and RTPHA than the original FI from strain Y. pestis EB. In the work used commercial preparations of immunodiagnostics. Carbohydrate content as determined by Dubous. amounted to 2% in the protein FI from S. minnesota R595 pFS1 and 21.1% in the protein from strain Y. pestis EB. The content of LPS, determined by Karamian, amounted to 1.2 units in relative values. in FI from a recombinant strain, which is 10 times lower than in the preparation from Y. pestis EB.

Протективность препаратов капсульного антигена определяли по индексу иммунитета, являющегося отношением LD50 для иммунных животных к значению LD50 для интактных животных. Белых мышей иммунизировали препаратами капсульных антигенов в дозе 20 мкг на одно животное. Через 21 дн животных заражали эталонным штаммом Y. pestis 231. Результаты учитывали в течение 3 нед. Индекс иммунитета для FI из штамма S. minnesota R595 pFS1 примерно в 150 раз выше, чем у препарата из штамма Y= pestis ЕВ.The efficacy of capsular antigen preparations was determined by the immunity index, which is the ratio of LD 50 for immune animals to LD 50 for intact animals. White mice were immunized with capsular antigen preparations at a dose of 20 μg per animal. After 21 days, the animals were infected with a reference strain of Y. pestis 231. The results were taken into account for 3 weeks. The immunity index for FI from the strain S. minnesota R595 pFS1 is about 150 times higher than that of the drug from strain Y = pestis EB.

Весь комплекс полученных характеристик свидетельствует о том, что капсульный антиген, выделенный из штамма S. minnesota R595 рFS1 по физико-химическим характеристикам идентичен исходному препарату, а по чистоте во много раз его превосходит. Использование рекомбинантного штамма S. minnesota R595 pFS1 позволяет получить высокоочищенный препарат антигена FI в одну стадию выделения с высоким выходом и выраженной протективностью. The whole complex of the obtained characteristics indicates that the capsular antigen isolated from the S. minnesota R595 pFS1 strain is identical in its physicochemical characteristics to the initial preparation and exceeds its purity by many times. Using a recombinant strain of S. minnesota R595 pFS1 allows you to get a highly purified preparation of the FI antigen in one stage of isolation with high yield and pronounced protection.

Использование рекомбинантного штамма S. minnesota R595 pFS1 для получения антигена FI позволяет преодолеть ряд существенных недостатков, присущих известным методам. Во-первых, сконструированный штамм обеспечивает 40-кратное увеличение выхода продукта (от 0,25 до 9,3 мг/л), отсутствие сопутствующего трудноотделимого компонента (полисахаридных цепей ЛПС чумного микроба). Вследствие этого появляется возможность одношаговой очистки продукта без использования хроматографического оборудования. Во-вторых, использование в качестве продуцента бактерий S. minnesota R595 pFS1 вместо Y. pestis позволяет использовать при культивировании более дешевые среды (без добавления гемолизированной крови), сократить время культивирования в 2-3 раза (с 2-3 сут до 16-18 ч). Все вышеперечисленные преимущества позволяют ускорить, упростить и удешевить способ получения FI антигена чумного микроба. The use of a recombinant strain of S. minnesota R595 pFS1 to obtain the FI antigen allows to overcome a number of significant disadvantages inherent in known methods. Firstly, the constructed strain provides a 40-fold increase in the yield of the product (from 0.25 to 9.3 mg / L), the absence of the accompanying hardly separated component (polysaccharide chains of the LPS of the plague microbe). As a result, it becomes possible to single-step purify the product without the use of chromatographic equipment. Secondly, the use of S. minnesota R595 pFS1 as a producer of bacteria instead of Y. pestis makes it possible to use cheaper media (without adding hemolyzed blood) when culturing, to reduce the cultivation time by 2-3 times (from 2-3 days to 16-18 h). All of the above advantages allow you to speed up, simplify and reduce the cost of the method of obtaining FI antigen of the plague microbe.

Claims (1)

Рекомбинантный штамм Salmonella minnesota R 595 p FSIN КМ I продуцент капсульного антигена чумного микроба. Recombinant strain Salmonella minnesota R 595 p FSIN KM I producer of the capsule antigen of the plague microbe.
SU5057015 1992-07-29 1992-07-29 Recombinant strain of salmonella minnesota - a producer of plague microbe capsule antigene RU2046145C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5057015 RU2046145C1 (en) 1992-07-29 1992-07-29 Recombinant strain of salmonella minnesota - a producer of plague microbe capsule antigene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5057015 RU2046145C1 (en) 1992-07-29 1992-07-29 Recombinant strain of salmonella minnesota - a producer of plague microbe capsule antigene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2046145C1 true RU2046145C1 (en) 1995-10-20

Family

ID=21610732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5057015 RU2046145C1 (en) 1992-07-29 1992-07-29 Recombinant strain of salmonella minnesota - a producer of plague microbe capsule antigene

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2046145C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Luderits O., Staub A.M., WestphaL O. Immunochemistry of o-and R-antigens of Salmonella and related Enterobacteriaceal. - Bacteriol. Rev., 1966, v.30, p.199-255. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6440935B1 (en) Inhibition of eucaryotic pathogens and neoplasms and stimulation of fibroblasts and lymphocytes with lytic peptides
EP0365598B1 (en) Therapeutic antimicrobial polypeptides, their use and methods for preparation
CN101173004A (en) Insect antimicrobial peptide Thanatin and method for producing deletion mutant thereof
CN101173260A (en) Representation of high disinfection vitality T4 lysozyme in yeast and producing method thereof
US4680260A (en) Method for producing human leukocyte interferon alpha-2
RU2046145C1 (en) Recombinant strain of salmonella minnesota - a producer of plague microbe capsule antigene
RU2524133C2 (en) Escherichia coli BACTERIA STRAIN - PRODUCER OF RECOMBINANT FLAGELLIN
CN111518795A (en) Algin lyase ALB02668, gene, recombinant plasmid, engineering strain and application in antagonistic pathogenic microorganism
CN100453637C (en) Semi-synthetic culture medium for dictyostelium discoideum and preparing method thereof
SU1280008A1 (en) Escherichia coli of qd 5003 t-1 strain used for producing protease of cholera germ
RU2790685C1 (en) A new killer yeast strain saccharomyces cerevisiae
RU2026348C1 (en) Strain of bacterium serratia marcencsens - a producer of chitinase
Wherry et al. Leptothrix innominata (Miller)
CN1142281C (en) Preparation of recombined erythropoietin preparation
SU1655987A1 (en) Method for preparation of purified neuraminidase of choleric vibrio
US3686072A (en) L-asparaginase from erwinia
SU1761795A1 (en) Strain of bacteria bordetella pertussis - producer of pertussus toxin
SU1210278A1 (en) Escherichia coli hb 101 prd 39 strain - producer of cholera germ neuraminidase
CA1340716C (en) Inhibition of eucaryotic pathogens and neoplasms and stimulation of fibroblasts and lymphocytes with lytic peptides
RU1692144C (en) Method of preparing substance showing lytic action
FI73738B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV ETT STAFYLOCIDINANTIBIOTIKUM, VILKET AER BUNDET TILL CELLMUREINET OCH HAR EN SELEKTIV ANTIMIKROBIELL AKTIVITET MOT STAFYLOKOCKER.
RU1770359C (en) Recombinant plasmid dna pj db (msil), encoding of human interleukin-2 synthesis in yeast cells saccharomyces cerevisiae, method of its preparation, and yeast strain saccharomyces cerevisiae - a producer of human interleukin-2
SU1703690A1 (en) Recombinant plasmid dna pvn22, encoding human interferon @@@-i1 synthesis, and the strain of bacterium pseudomonas sp - a producer of human interferon @@@-i1
KR890003677B1 (en) Method for preparing hyaluronic acid by microorganism
RU2080874C1 (en) Vaccine for prophylaxis of bacterial-hemorrhagic septicemia in fishes