RU2144565C1 - Recombinant plasmid dna pq-f35 encoding fused polypeptide f35 showing antigenic and immunogenic properties of marburg virus protein vp 35, method of its preparing and strain of bacterium escherichia coli - superproducer of recombinant polypeptide f35 - Google Patents

Recombinant plasmid dna pq-f35 encoding fused polypeptide f35 showing antigenic and immunogenic properties of marburg virus protein vp 35, method of its preparing and strain of bacterium escherichia coli - superproducer of recombinant polypeptide f35 Download PDF

Info

Publication number
RU2144565C1
RU2144565C1 RU98120373A RU98120373A RU2144565C1 RU 2144565 C1 RU2144565 C1 RU 2144565C1 RU 98120373 A RU98120373 A RU 98120373A RU 98120373 A RU98120373 A RU 98120373A RU 2144565 C1 RU2144565 C1 RU 2144565C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protein
recombinant
plasmid
marburg virus
plasmid dna
Prior art date
Application number
RU98120373A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Сорокин
И.А. Разумов
Е.И. Казачинская
А.В. Качко
А.В. Иванова
В.П. Мишин
А.А. Букреев
Е.Ф. Беланов
В.Б. Локтев
С.В. Нетесов
Original Assignee
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор"
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 научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" filed Critical Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор"
Priority to RU98120373A priority Critical patent/RU2144565C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2144565C1 publication Critical patent/RU2144565C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

FIELD: molecular biology, biotechnology, genetic engineering, medicine. SUBSTANCE: invention relates to medicinal virology and immunology and can be used for carrying out immunodiagnosis of hemorrhagic Marburg fever and for preparing specific antibodies to Marburg virus and genetic engineering vaccines against Marburg virus. Recombinant plasmid DNA pQ-f35 encoding polypeptide f35 showing antigenic properties of Marburg virus protein VP 35 and recombinant strain of bacterium E. coli JM 103 [pQ-f35] are constructed. This strain provides biosynthesis of this polypeptide at expression level 70 mg of recombinant protein/l of cultural fluid at culturing on liquid nutrient media. Plasmid pQ-f35 has optimized promoter sequence consisting of phage T5 promoter recognized by E. coli RNA-polymerase and two lac-operator sites showing high level of lac-repressor binding and effective expression of the strong phage promoter. EFFECT: enhanced specificity and sensitivity of known methods of immunodiagnosis. 3 cl, 5 dwg, 4 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генетической инженерии и медицине, конкретно к медицинской вирусологии и иммунологии, и может быть использовано для проведения иммунодиагностики геморрагической лихорадки Марбург, а также для получения специфических антител к вирусу Марбург и генно-инженерных вакцин против вируса Марбург. The invention relates to biotechnology, in particular to genetic engineering and medicine, specifically to medical virology and immunology, and can be used to carry out immunodiagnostics of Marburg hemorrhagic fever, as well as to obtain specific antibodies to Marburg virus and genetically engineered vaccines against Marburg virus.

Вирус Марбург (ВМ), относящийся к семейству филовирусов, вызывает геморрагическую лихорадку человека и человекообразных приматов с высоким уровнем смертности [3, 4, 5, 6]. Природный резервуар филовирусов в настоящее время не известен [3]. Эффективные средства специфической профилактики и лечения такого рода инфекции отсутствуют [3, 4, 5]. Диагностика филовирусных лихорадок в настоящее время проводится в основном на поздних стадиях заболевания методами клинической медицины, электронной микроскопии, серодиагностики, которые имеют ряд существенных недостатков, связанных как с чисто техническими трудностями организации подобного рода работ с высокопатогенными вирусами, так и с некоторыми молекулярно-биологическими особенностями данных вирусов [3, 7, 8]. Например, клиническая картина филовирусных геморрагических лихорадок подобна таковой при геморрагических заболеваниях, вызываемых аренавирусами; при электронной микроскопии вирус Марбург морфологически плохо отличим от вируса Эбола, а специфичная реактивность положительных сывороток при диагностике методами иммуноферментного анализа или иммунофлюоресценции требует дополнительного подтверждения радиоиммунопреципитацией или иммуноблоттингом [3]. Поэтому для проведения противоэпидемических и профилактических мероприятий актуальна разработка диагностических тест-систем, позволяющих выявлять как людей, инфицированных указанными вирусами, так и возможных естественных переносчиков данных вирусов [3]. Marburg virus (VM), a member of the filovirus family, causes hemorrhagic fever in humans and apes with high mortality rates [3, 4, 5, 6]. The natural reservoir of filoviruses is not currently known [3]. There are no effective means of specific prophylaxis and treatment of this kind of infection [3, 4, 5]. Diagnosis of filovirus fevers is currently carried out mainly in the late stages of the disease using the methods of clinical medicine, electron microscopy, serodiagnosis, which have a number of significant drawbacks associated with purely technical difficulties in organizing this kind of work with highly pathogenic viruses, as well as with some molecular biological features these viruses [3, 7, 8]. For example, the clinical picture of filovirus hemorrhagic fevers is similar to that of hemorrhagic diseases caused by arenaviruses; with electron microscopy, Marburg virus is morphologically poorly distinguishable from Ebola virus, and the specific reactivity of positive sera when diagnosed by enzyme-linked immunosorbent assay or immunofluorescence requires additional confirmation by radioimmunoprecipitation or immunoblotting [3]. Therefore, for the implementation of anti-epidemic and preventive measures, it is urgent to develop diagnostic test systems that can detect both people infected with these viruses and possible natural carriers of these viruses [3].

Методы иммунодиагностики вирусов Эбола и Марбург базируются в основном на определении антител к вирусным белкам в сыворотках крови (серодиагностика) [3, 8, 9]. При этом используются такие распространенные иммунологические методы, как иммуноферментный анализ (ИФА), иммунофлюоресценция, иммуноблоттинг и радиоиммунопреципитация [3, 8, 9, 10]. Methods of immunodiagnostics of the Ebola and Marburg viruses are mainly based on the determination of antibodies to viral proteins in blood serum (serodiagnosis) [3, 8, 9]. In this case, common immunological methods are used, such as enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), immunofluorescence, immunoblotting and radioimmunoprecipitation [3, 8, 9, 10].

Одним из наиболее перспективных путей совершенствования указанных методов диагностики является использование рекомбинантных вирусных белков, синтезированных в различных экспрессирующих системах. Использование в качестве антителосвязывающего субстрата рекомбинантных белков, сохраняющих антигенные детерминанты вирусных белков, вместо инактивированных вирусных антигенов, увеличивает специфичность и чувствительность указанных методов, делает их безопасными в работе и снижает их себестоимость [11]. One of the most promising ways to improve these diagnostic methods is the use of recombinant viral proteins synthesized in various expression systems. The use of recombinant proteins preserving the antigenic determinants of viral proteins as an antibody-binding substrate instead of inactivated viral antigens increases the specificity and sensitivity of these methods, makes them safe to use and reduces their cost [11].

В настоящее время в литературе описаны способы получения рекомбинантных прокариотических белков на основе генов гликопротеина (GP) и нуклеопротеина (NP) вируса Марбург [1, 2]. Ген гликопротеина ВМ был экспрессирован с использованием системы экспрессии QIAExpress фирмы QIAGEN, однако авторы не приводят данные по уровню экспрессии, очистке рекомбинантного белка и по использованию его для получения иммунных сывороток [1]. Ген нуклеопротеина ВМ был экспрессирован в виде слитого с β-галактозидазой белка, однако и в данной работе уровень экспрессии рекомбинантного нуклеопротеина не оценивается, очистка его не проводится, а полученные с его использованием иммунные антисыворотки используются в иммунологических реакциях с (сравнительно низкими) рабочими титрами от 1:40 - 1:300, что объясняется, возможно, такими известными в литературе причинами, как плохая растворимость слитых с β-галактозидазой рекомбинантных белков, низкая концентрация специфического белка в материале, применявшимся при иммунизации, представлявшем в данном случае суспензию полиакриламидного геля, использовавшегося для электрофоретического разделения белков клеточного лизата штамма-продуцента [2]. Кроме того, из представленных в указанных работах данных можно сделать заключение, что рекомбинантные гликопротеин и нуклеопротеин в клетках E.coli подвергаются интенсивному протеолизу, что может приводить к разрушению антигенной структуры рекомбинантного белка. Currently, literature describes methods for producing recombinant prokaryotic proteins based on the glycoprotein (GP) and nucleoprotein (NP) genes of the Marburg virus [1, 2]. The BM glycoprotein gene was expressed using the QIAExpress QIAExpress expression system, but the authors do not provide data on the level of expression, purification of the recombinant protein and its use for the production of immune sera [1]. The VM nucleoprotein gene was expressed as a protein fused with β-galactosidase, however, the expression level of the recombinant nucleoprotein is not evaluated in this work either, it is not purified, and the immune antisera obtained using it are used in immunological reactions with (relatively low) working titers from 1:40 - 1: 300, which may be explained by such well-known reasons in the literature as poor solubility of recombinant proteins fused to β-galactosidase, low concentration of specific protein in m materials under applicable to the immunization, represented in this case slurry polyacrylamide gel used for electrophoretic separation of cell lysate protein-producing strains [2]. In addition, from the data presented in these studies, it can be concluded that the recombinant glycoprotein and nucleoprotein in E. coli cells undergo intensive proteolysis, which can lead to the destruction of the antigenic structure of the recombinant protein.

Использование белка VP35 вируса Марбург в иммунодиагностике филовирусных инфекций, а также получение на его основе рекомбинантных белков ранее не было описано в литературе. Прототипы заявляемого технического решения в настоящее время в литературе отсутствуют. The use of the Marburg virus VP35 protein in the immunodiagnostics of filovirus infections, as well as the preparation of recombinant proteins based on it, has not been previously described in the literature. Prototypes of the claimed technical solution are currently not available in the literature.

Технической задачей изобретения является получение рекомбинантного полипептида, составной частью которого является аминокислотная последовательность полноразмерного белка VP35 вируса Марбург и создание бактериального штамма Escherichia coli - продуцента рекомбинантного белка с антигенными и иммуногенными свойствами вирусного белка VP35. An object of the invention is to obtain a recombinant polypeptide, an integral part of which is the amino acid sequence of the full-sized protein Mar35 virus VP35 and the creation of a bacterial strain Escherichia coli - a producer of a recombinant protein with antigenic and immunogenic properties of the virus protein VP35.

Поставленная задача решается путем конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК pQ_f35, кодирующей полипептид f35 с антигенными свойствами вирусного VP35, и штамма Escherichia coli JM103[pQ_f35], обеспечивающего при культивировании на жидких питательных средах биосинтез этого полипептида с уровнем экспрессии не ниже 70 мг рекомбинантного белка на литр культуральной жидкости. Высокий индуцибельный уровень биосинтеза целевого полипептида обеспечивается тем, что плазмида pQ_f35 содержит оптимизированную промотор-операторную последовательность, состоящую из промотора фага T5, узнаваемого РНК-полимеразой Е.coli, и двух lac-операторных участков, способных к высокому уровню связывания lас-репрессора и эффективной репрессии сильного фагового промотора. The problem is solved by constructing recombinant plasmid DNA pQ_f35 that encodes a f35 polypeptide with antigenic properties of viral VP35, and Escherichia coli strain JM103 [pQ_f35], which ensures biosynthesis of this polypeptide with culture expression on liquid nutrient media with expression level not lower than 70 mg of recombinant protein liquids. A high inducible level of biosynthesis of the target polypeptide is ensured by the fact that plasmid pQ_f35 contains an optimized promoter operator sequence consisting of a T5 phage promoter recognized by E. coli RNA polymerase and two lac operator regions capable of a high level of lac repressor binding and efficient repression of a strong phage promoter.

Полученная в результате плазмида pQ_f35 характеризуется следующими признаками:
имеет молекулярную массу 2,99 мегадальтон (4530 п.о.);
кодирует аминокислотную последовательность гена VP35 ВМ;
состоит из:
- фрагмента векторной плазмиды pQE31 [12], включающего промотор фага T5; lac-операторные последовательности; терминаторы транскрипции фага lambda и гена rrnB E.coli; ген β-лактамазы и участок ori инициации репликации;
- фрагмента SspI-HpaI ДНК-копии (кДНК) геномной РНК ВМ (штамм Popp) с 2879 по 3945 нуклеотид (по последовательности GENBANK Accession N Z29337), включающего полноразмерный ген VP35 вируса Марбург;
содержит:
- промотор фага T5;
- lac-операторные последовательности для усиления связывания lac-репрессора;
- терминаторы транскрипции фага lambda (t0) и гена rrnB E.coli(t1);
- в качестве генетического маркера ген β-лактамазы(ampR), детерминирующий устойчивость трансформированных плазмидой pQ_f35 клеток E.coli к пенициллиновым антибиотикам;
- нуклеотидную последовательность, кодирующую блок из шести последовательно расположенных гистидиновых аминокислотных остатков, являющийся частью fusion-последовательности рекомбинантного белка f35 и позволяющий выделять рекомбинантный полипептид методами металл-хелатной хроматографии;
- уникальные сайты эндонуклеаз рестрикции, имеющие следующие координаты:
XhoI - 2
EcoRI - 89
BamHI - 148
EcoRV - 486
BglII - 736
NsiI - 991
Bsp120 - 1212
EspI - 1268
XbaI - 2233
TthlllI - 2393
PvuI - 3909
AatII - 4461
Способ конструирования плазмиды pQ_f35 заключается во встраивании в плазмиду pQE31 [12] , линеаризованную по сайту SmaI, фрагмента SspI-HpaI кДНК геномной РНК ВМ (штамм Popp) с 2879 по 3945 нуклеотид (GENBANK Accession N Z29337). В качестве фрагмента кДНК генома ВМ используют фрагмент SspI-HpaI плазмидной ДНК pMBG226/825, полученной путем клонирования фрагмента BglII-PstI плазмиды pMBG825 в плазмиду pMBG226 [13] по сайтам BglII-Zsp2I.
The resulting plasmid pQ_f35 is characterized by the following features:
has a molecular weight of 2.99 megadaltons (4530 bp);
encodes the amino acid sequence of the VP35 VM gene;
comprises:
- a fragment of the vector plasmid pQE31 [12], including the promoter of phage T5; lac operator sequences; lambda phage and rrnB gene transcription terminators of E. coli; β-lactamase gene and replication initiation ori site;
- an SspI-HpaI fragment of a DNA copy (cDNA) of the VM genomic RNA (Popp strain) from 2879 to 3945 nucleotides (according to GENBANK Accession N Z29337 sequence), including the full-size VP35 gene of Marburg virus;
contains:
- promoter of phage T5;
- lac-operator sequences to enhance binding of the lac repressor;
- lambda phage transcription terminators (t 0 ) and E. coli rrnB gene (t 1 );
- as a genetic marker, the β-lactamase gene (amp R ), which determines the resistance of E. coli cells transformed with plasmid pQ_f35 to penicillin antibiotics;
- a nucleotide sequence encoding a block of six consecutive histidine amino acid residues, which is part of the fusion sequence of the recombinant protein f35 and allows you to select the recombinant polypeptide by metal chelate chromatography;
- unique restriction endonucleases sites having the following coordinates:
XhoI - 2
EcoRI - 89
BamHI - 148
EcoRV - 486
BglII - 736
NsiI - 991
Bsp120 - 1212
EspI - 1268
XbaI - 2233
TthlllI - 2393
PvuI - 3909
AatII - 4461
The method for constructing the pQ_f35 plasmid consists in embedding into the plasmid pQE31 [12] linearized at the SmaI site of the SspI-HpaI fragment of the cDNA of the genomic RNA of the BM (Popp strain) from 2879 to 3945 nucleotides (GENBANK Accession N Z29337). The SspI-HpaI fragment of plasmid DNA pMBG226 / 825 obtained by cloning a fragment of BglII-PstI of plasmid pMBG825 into plasmid pMBG226 [13] at BglII-Zsp2I sites is used as a cDNA fragment of the BM genome.

Для создания штамма-продуцента рекомбинантного полипептида f35, компетентные клетки бактерий Escherichia coli JM103 трансформируют сконструированной плазмидной ДНК pQ_f35. Полученный штамм JM103 [pQ_f35] характеризуется следующими признаками:
Морфологические признаки. Клетки мелкие, утолщенной палочковидной формы, грамотрицательные, неспороносные.
To create a producer strain of the recombinant f35 polypeptide, competent bacteria cells of Escherichia coli JM103 are transformed with the constructed plasmid DNA pQ_f35. The resulting strain JM103 [pQ_f35] is characterized by the following features:
Morphological signs. The cells are small, thickened, rod-shaped, gram-negative, non-spore.

Культуральные признаки. При росте на поверхности агаризованной питательной среды LB колонии круглые, гладкие, блестящие, серо-кремовые, край неровный, консистенция пастообразная. При росте на жидких питательных средах (LB, YT, 2xYT) образуют интенсивную ровную муть. Cultural signs. When growing on the surface of an agarized nutrient medium, LB colonies are round, smooth, shiny, gray-cream, the edge is uneven, the texture is pasty. When growing on liquid nutrient media (LB, YT, 2xYT) they form an intense, even haze.

Физико-биохимические признаки. Клетки растут при температуре от 5 до 37oC при оптимуме рН от 6,5 до 7,0. В качестве источника азота используют органические соединения в виде пептона, триптона, дрожжевого экстракта. В качестве источника углерода используют аминокислоты, углеводы.Physico-biochemical characteristics. Cells grow at a temperature of from 5 to 37 o C at an optimum pH of from 6.5 to 7.0. Organic compounds in the form of peptone, tryptone, yeast extract are used as a nitrogen source. Amino acids and carbohydrates are used as a carbon source.

Устойчивость к антибиотикам. Клетки проявляют устойчивость к ампициллину в концентрации до 300 мкг/мл, обусловленную наличием в плазмидной ДНК гена β-лактамазы. Antibiotic resistance. Cells show resistance to ampicillin at a concentration of up to 300 μg / ml, due to the presence of the β-lactamase gene in plasmid DNA.

ШтаммJM103[pQ_f35]обеспечиваетиндуцируемыйИПТГ(изопропил-β-D-тиогалактозид) синтез рекомбинантного белка f35, с уровнем экспрессии при росте на жидких питательных средах до 70 мг целевого белка на литр культуральной жидкости. Strain JM103 [pQ_f35] provides inducible IPTG (isopropyl-β-D-thiogalactoside) synthesis of recombinant protein f35, with the expression level when growing on liquid nutrient media up to 70 mg of the target protein per liter of culture fluid.

Сущность изобретения заключается в том, что фрагмент BglII-PstI плазмиды pMBG825 [13] клонируют в плазмиду pMBG226 [13] по сайтам BglII-Zsp2I, получают промежуточную плазмиду pMBG226/825, несущую фрагмент кДНК геномной РНК ВМ с 2374 по 3965 нуклеотид; далее фрагмент SspI-HpaI плазмиды pMBG226/825 встраивают в плазмиду pQE31 [12] по сайту SmaI, и в результате получают плазмиду pQ_ f35, кодирующую белок f35, включающий последовательность полноразмерного VP35 ВМ. The essence of the invention lies in the fact that the BglII-PstI fragment of the plasmid pMBG825 [13] is cloned into the plasmid pMBG226 [13] at the BglII-Zsp2I sites, and an intermediate plasmid pMBG226 / 825 carrying the cDNA fragment of the BM genomic RNA from 2374 to 3965 nucleotides is obtained; then, the SspI-HpaI fragment of plasmid pMBG226 / 825 is inserted into plasmid pQE31 [12] at the SmaI site, and as a result, plasmid pQ_ f35 encoding f35 protein including the sequence of full-length VP35 BM is obtained.

Полученный рекомбинантный полипептид f35 имеет антигенные и иммуногенные свойства внутреннего структурного белка VP35 вируса Марбург, обладая способностью связывать антитела к нативному белку VP35 данного вируса и индуцировать образование специфических антител после его введения лабораторным животным. The resulting recombinant f35 polypeptide has the antigenic and immunogenic properties of the internal structural protein VP35 of the Marburg virus, having the ability to bind antibodies to the native VP35 protein of this virus and to induce the formation of specific antibodies after its administration to laboratory animals.

Экспрессию рекомбинантного белка f35 осуществляют в клетках E.coli JM103 с использованием в качестве индуктора ИПТГ. Индикацию экспрессии осуществляют с помощью белкового гель-электрофореза и иммуноблоттинга. Рекомбинантный белок узнается референс-сывороткой человека, переболевшего геморрагической лихорадкой Марбург [14]. Уровень экспрессии f35 при культивировании на жидких питательных средах составляет около 70 мг/л культуральной жидкости. Одноступенчатую очистку рекомбинантного f35 до степени чистоты 85-90% и концентрации 1,5-2 мг/мл осуществляют с использованием сорбента Ni-NTA (QIAGEN). Высокотитражные (титр до 1:650000) иммунные антисыворотки, специфичные к вирусному белку VP35, получают стандартными методами с использованием фракции растворимых в неденатурирующих условиях клеточных белков штамма-продуцента JM103 [pQ_f35]. The expression of recombinant protein f35 is carried out in E. coli JM103 cells using IPTG as an inducer. Indication of expression is carried out using protein gel electrophoresis and immunoblotting. Recombinant protein is recognized by the reference serum of a person who has had Marburg hemorrhagic fever [14]. The expression level of f35 when cultured in liquid culture media is about 70 mg / l of culture fluid. A single-stage purification of recombinant f35 to a purity of 85-90% and a concentration of 1.5-2 mg / ml is carried out using a Ni-NTA sorbent (QIAGEN). High-tonnage (titer up to 1: 650,000) immune antisera specific for the VP35 viral protein are obtained by standard methods using a fraction of soluble non-denaturing cell proteins of the producer strain JM103 [pQ_f35].

Таким образом, впервые получены плазмидная ДНК и штамм-продуцент, обеспечивающие экспрессию рекомбинантного белка, включающего аминокислотную последовательность полноразмерного гена VP35 вируса Марбург и пригодного для иммунодиагностики антител к ВМ, а также получения высокоспецифических антител к внутреннему белку VP35 указанного вируса. Thus, plasmid DNA and a producer strain were obtained for the first time, providing expression of a recombinant protein including the amino acid sequence of the full-size VP35 gene of the Marburg virus and suitable for immunodiagnosis of antibodies to BM, as well as the production of highly specific antibodies to the internal protein VP35 of the virus.

Перечень графических материалов:
Фиг. 1. Физическая карта рекомбинантной плазмиды pQ_f35.
The list of graphic materials:
FIG. 1. Physical map of the recombinant plasmid pQ_f35.

Условные обозначения:
XhoI(2) - уникальные эндонуклеазы рестрикции, в скобках указаны координаты их сайтов,

Figure 00000002
- обозначены жирным шрифтом и подчеркнуты функциональные районы плазмидной ДНК pQ_f35, обозначенные в тексте.Legend:
XhoI (2) - unique restriction endonucleases, the coordinates of their sites are indicated in parentheses,
Figure 00000002
- indicated in bold and underlined the functional regions of plasmid DNA pQ_f35, indicated in the text.

Фиг. 2. Схема конструирования плазмиды pQ_f35. FIG. 2. Scheme for the construction of plasmids pQ_f35.

Условные обозначения:
SspI - сайты эндонуклеаз рестрикции;

Figure 00000003
- эндонуклеазы рестрикции, использованные при клонировании;
(2879) - координаты сайтов эндонуклеаз рестрикции, фрагментов кДНК, а также отдельных нуклеотидов по геномной РНК вируса Марбург штамм Popp (GENBANK Accession N Z29337);
Figure 00000004
- обозначены в рамке кленовые нуклеотидные отличия кДНК-фрагмента геномной РНК ВМ плазмиды pMBG226 от опубликованной ранее последовательности GENBANK Z29337 (вверху нуклеотид и его положение (в скобках) по GENBANK Z29337, внизу нуклеотид по pMBG226);
Figure 00000005
- показаны жирным шрифтом и подчеркнуты функциональные районы плазмидной ДНК pQ_f35, обозначенные в тексте;
tetR - ген устойчивости к тетрациклину.Legend:
SspI - restriction endonucleases sites;
Figure 00000003
- restriction endonucleases used in cloning;
(2879) - coordinates of restriction endonucleases sites, cDNA fragments, as well as individual nucleotides for the genomic RNA of the Marburg virus Popp strain (GENBANK Accession N Z29337);
Figure 00000004
- maple nucleotide differences in the cDNA fragment of the genomic RNA of the VM plasmid pMBG226 from the previously published GENBANK Z29337 sequence (the top of the nucleotide and its position (in brackets) according to GENBANK Z29337, the bottom the nucleotide according to pMBG226) are indicated;
Figure 00000005
- shown in bold and underlined the functional areas of plasmid DNA pQ_f35, indicated in the text;
tet R is the tetracycline resistance gene.

Фиг. 3. Аминокислотная последовательность рекомбинантного полипептида f35. FIG. 3. Amino acid sequence of the recombinant f35 polypeptide.

Условные обозначения:

Figure 00000006
и т.д. вверху - аминокислотная последовательность белка f35 (fusion-последовательность рекомбинантного белка подчеркнута);
Figure 00000007
- - показана жирным шрифтом (слева вверху) нумерация по аминокислотной последовательности белка f35;
Figure 00000008
- показан курсивом блок из шести последовательно расположенных гистидиновых аминокислотных остатков;
ТААСТ
Figure 00000009
AGA GGA и т.д. внизу - нуклеотидная последовательность фрагмента плазмидной ДНК pQ_ f35, включающего открытую рамку считывания гена белка f35 (курсивом показана нуклеотидная последовательность, кодирующая fusion-часть рекомбинантного белка f35);
82- - нумерация по нуклеотидной последовательности плазмидной ДНК pQ_f35 (слева внизу);
Figure 00000010
- показаны жирным шрифтом и подчеркнуты инициирующие кодоны рекомбинантного белка f35 и белка VP35 вируса Марбург и кодон терминации трансляции указанных белков;
EcoRI (89) - под нуклеотидной последовательностью показаны уникальные эндонуклеазы рестрикции, в скобках указаны координаты их сайтов.Legend:
Figure 00000006
etc. above - the amino acid sequence of the f35 protein (the fusion sequence of the recombinant protein is underlined);
Figure 00000007
- - shown in bold (upper left) numbering according to the amino acid sequence of protein f35;
Figure 00000008
- shown in italics is a block of six sequentially located histidine amino acid residues;
TAAST
Figure 00000009
AGA GGA etc. below is the nucleotide sequence of the plasmid DNA fragment pQ_ f35, including the open reading frame of the f35 protein gene (italics show the nucleotide sequence encoding the fusion part of the recombinant f35 protein);
82- - numbering by the nucleotide sequence of plasmid DNA pQ_f35 (bottom left);
Figure 00000010
- shown in bold and underlined the initiation codons of the recombinant protein f35 and protein VP35 of the Marburg virus and the termination codon of translation of these proteins;
EcoRI (89) - unique restriction endonucleases are shown under the nucleotide sequence, the coordinates of their sites are indicated in parentheses.

Фиг. 4. Электрофореграмма. Анализ белков, синтезирующихся под контролем рекомбинантной плазмиды pQ_f35 в клетках E.coli штамма-продуцента JM103[pQ_ f35]. FIG. 4. Electrophoregram. Analysis of proteins synthesized under the control of the recombinant plasmid pQ_f35 in E. coli cells of the producer strain JM103 [pQ_ f35].

Дорожки:
1 - клеточный лизат бактерий E.coli JM103[pQE31], трансформированных векторной плазмидой pQE31;
2 - клеточный лизат бактерий E.coli JM103[pQ_f35], трансформированных рекомбинантной плазмидой pQ_f35;
3 - препарат очищенного рекомбинантного белка f35, который отмечен стрелкой;
4 - маркеры молекулярного веса белков (66, 45, 36, 29, 24 кД);
5 - препарат инактивированного вируса Марбург (стрелкой отмечен белок VP35 ВМ);
6 - маркеры молекулярного веса белков фирмы "Sigma": 205, 116, 97, 66, 45, 29 кДа соответственно.
Tracks:
1 - cell lysate of bacteria E. coli JM103 [pQE31], transformed with the vector plasmid pQE31;
2 - cell lysate of bacteria E. coli JM103 [pQ_f35] transformed with the recombinant plasmid pQ_f35;
3 - preparation of purified recombinant protein f35, which is marked by an arrow;
4 - markers of molecular weight of proteins (66, 45, 36, 29, 24 kD);
5 - preparation of inactivated Marburg virus (the arrow marks VP35 BM protein);
6 - molecular weight markers of Sigma proteins: 205, 116, 97, 66, 45, 29 kDa, respectively.

Фиг. 5:
A. Выявление методом иммуноблоттинга белка-мишени в препаратах рекомбинантного белка f35 для антител референс-сыворотки к вирусу Марбург.
FIG. 5:
A. Identification by immunoblotting of the target protein in the preparations of the recombinant protein f35 for antibodies of reference serum to the Marburg virus.

Дорожки:
1 - клеточный лизат штамма E.coli JM103[pQE31], отрицательный контроль;
2 - клеточный лизат штамма E.coli JM103[pQ_f35], продуцента рекомбинантного белка f35;
3 - очищенный рекомбинантный белок f35;
положение маркеров молекулярного веса белков фирмы "Sigma": 45, 36 и 29 кДа обозначено слева.
Tracks:
1 - cell lysate of E. coli strain JM103 [pQE31], negative control;
2 - cell lysate of E. coli strain JM103 [pQ_f35], producer of the recombinant protein f35;
3 - purified recombinant protein f35;
Sigma protein molecular weight markers: 45, 36, and 29 kDa are indicated on the left.

Б. Анализ методом иммуноблоттинга белок-специфичности поликлональных антител сыворотки животных, иммунизированных препаратом рекомбинантного белка f35. B. Immunoblot analysis of protein-specificity of polyclonal antibodies from animal sera immunized with f35 recombinant protein preparation.

Дорожки:
1 - препарат очищенного, инактивированного вируса Марбург;
положение маркеров молекулярного веса белков фирмы "Sigma": 45, 36 и 29 кДа обозначено слева.
Tracks:
1 - preparation of purified, inactivated Marburg virus;
Sigma protein molecular weight markers: 45, 36, and 29 kDa are indicated on the left.

Для лучшего понимания сущности изобретения далее следуют примеры его осуществления. For a better understanding of the invention, the following are examples of its implementation.

Пример 1. Способ конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК pQ_f35. Example 1. A method of constructing recombinant plasmid DNA pQ_f35.

Процедуры обработки плазмидных ДНК эндонуклеазами рестрикции, ферментами модификации, электрофоретического разделения гидролизатов ДНК, выделения фрагментов ДНК из агарозного геля, проведения лигазных реакций, получения и трансформации компетентных клеток E.coli JM103, получения и анализа рекомбинантных клонов, выделения плазмидных ДНК, рестриктного картирования и секвенирования по методам Максама-Гилберта и Сэнгера проводили в соответствии с методическим руководством [15]. Procedures for processing plasmid DNA with restriction endonucleases, modification enzymes, electrophoretic separation of DNA hydrolysates, isolation of DNA fragments from an agarose gel, ligase reactions, production and transformation of competent E. coli JM103 cells, production and analysis of recombinant clones, isolation of plasmid DNA, restriction mapping and sequencing according to the methods of Maxam-Gilbert and Sanger was carried out in accordance with the methodological manual [15].

1.1. Конструирование промежуточной рекомбинантной плазмидной ДНК pMBG226/825, несущей полноразмерную ДНК-копию гена VP35 ВМ. 1.1. Construction of intermediate recombinant plasmid DNA pMBG226 / 825 carrying a full-sized DNA copy of the VP35 VM gene.

При создании полноразмерной кДНК гена VP35 были использованы плазмиды pMBG226 и pMBG825 со вставками кДНК-фрагментов геномной РНК ВМ (штамм Popp), фланкированных поли-G(C) трактами и клонированных коннекторным способом по сайту PstI плазмидной ДНК pBR322 [13]. To create the full-sized VP35 gene cDNA, plasmids pMBG226 and pMBG825 were used with insertions of cDNA fragments of the genomic RNA of the BM (Popp strain) flanked by poly-G (C) tracts and cloned by the PBI site of plasmid DNA pBR322 [13].

15 мкг плазмидной ДНК pMBG825 обрабатывают рестриктазами BglII и PstI; полученный гидролизат разделяют с помощью электрофореза в 1% агарозном геле; выделяют фрагмент длиной 543 п.о. 15 μg of plasmid DNA pMBG825 is treated with restriction enzymes BglII and PstI; the resulting hydrolyzate is separated by electrophoresis in 1% agarose gel; a 543 bp fragment is isolated

2 мкг плазмидной ДНК pMBG226 обрабатывают последовательно рестриктазами BglII и Zsp2I; полученный гидролизат разделяют с помощью электрофореза в 1% агарозном геле; выделяют векторную часть плазмидной ДНК длиной 5567 п.о. 2 μg of plasmid DNA pMBG226 is treated sequentially with restriction enzymes BglII and Zsp2I; the resulting hydrolyzate is separated by electrophoresis in 1% agarose gel; 5567 bp of vector plasmid DNA is isolated.

Аликвоты фрагмента плазмиды pMBG825 и векторной части плазмиды pMBG226 используют для проведения лигазной реакции в объеме 15 мкл. 6 мкл лигазной смеси используют для трансформации компетентных клеток E. coli JM103. Трансформанты рассевают на LB-агар, содержащий 100 мкг/мл ампициллина. Выросшие клоны используют для наработки и выделения рекомбинантных плазмидных ДНК, которые анализируют с помощью гель-электрофореза в 1% агарозном геле; предварительно отобранные, на основании электрофоретической подвижности в агарозном геле, плазмидные ДНК далее подвергают рестриктному картированию и клоны, несущие целевую плазмиду, обозначенную как pMBG226/825, используют для ее наработки, выделения, детального рестриктного картирования и секвенирования по методам Максама-Гилберта и Сэнгера. Aliquots of a fragment of plasmid pMBG825 and the vector part of plasmid pMBG226 are used to carry out a ligase reaction in a volume of 15 μl. 6 μl of ligase mixture is used to transform competent E. coli JM103 cells. Transformants are plated on LB agar containing 100 μg / ml ampicillin. The grown clones are used to generate and isolate recombinant plasmid DNA, which is analyzed by gel electrophoresis in 1% agarose gel; previously selected, on the basis of agarose gel electrophoretic mobility, plasmid DNA is then subjected to restriction mapping and clones carrying the target plasmid, designated as pMBG226 / 825, are used for its generation, isolation, detailed restriction mapping and sequencing according to the Maxam-Gilbert and Sanger methods.

1.2. Конструирование плазмиды pQ_ f35 для прокариотической экспрессии гена VP35 ВМ. 1.2. Construction of plasmid pQ_ f35 for prokaryotic expression of the VP35 VM gene.

15 мкг плазмидной ДНК pMBG226/825 обрабатывают рестриктазами SspI и HpaI; полученный гидролизат разделяют с помощью электрофореза в 1% агарозном геле; выделяют фрагмент длиной 1066 п.о., представляющий собой фрагмент кДНК генома штамма Popp ВМ (с позиции 2879 по 3945 нуклеотид, по последовательности GENBANK Z29337), включающий полноразмерную кодирующую часть гена VP35 ВМ. 15 μg of plasmid DNA pMBG226 / 825 is treated with restriction enzymes SspI and HpaI; the resulting hydrolyzate is separated by electrophoresis in 1% agarose gel; a 1066 bp fragment is selected, which is a cDNA fragment of the genome of the Popp BM strain (from position 2879 to 3945 nucleotide, according to GENBANK Z29337 sequence), including the full-length coding part of the VP35 VM gene.

2 мкг плазмидной ДНК pQE31 (QIAGEN) [12] обрабатывают рестриктазой SmaI; далее полученный гидролизат ДНК подвергают дефосфорилированию с использованием щелочной фосфатазы; выделяют векторную плазмидную ДНК длиной 3464 п. о. 2 μg of plasmid DNA pQE31 (QIAGEN) [12] is treated with restriction enzyme SmaI; the resulting DNA hydrolyzate is then subjected to dephosphorylation using alkaline phosphatase; 3464 bp vector plasmid DNA is isolated.

Аликвоты полученных фрагмента плазмиды pMBG226/825 и векторной плазмиды pQE31 используют для проведения лигазной реакции в объеме 15 мкл. 6 мкл лигазной реакционной смеси используют для трансформации компетентных клеток E. coli JM103. Трансформанты рассевают на LB-агар, содержащий 100 мкг/мл ампициллина. Выросшие клоны используют для наработки и выделения рекомбинантных плазмидных ДНК, которые анализируют с помощью гель-электрофореза в 1% агарозном геле; и далее подвергают рестриктному картированию; клоны, несущие целевую плазмиду, обозначенную как pQ_f35, используют для ее наработки, выделения, детального рестриктного картирования и секвенирования по методам Максама - Гилберта и Сэнгера. Целевая плазмида pQ_f35 имеет положительную ориентацию клонированного фрагмента, т.е. содержит открытую рамку считывания гена рекомбинантного белка f35, образуемую (i) последовательностью векторной части плазмидной ДНК, частью которой является нуклеотидная последовательность, кодирующая блок из шести последовательно расположенных аминокислотных остатков гистидина, и (ii) открытой рамкой считывания гена VP35 ВМ. Aliquots of the obtained fragment of plasmid pMBG226 / 825 and vector plasmid pQE31 are used for ligase reaction in a volume of 15 μl. 6 μl of ligase reaction mixture was used to transform competent E. coli JM103 cells. Transformants are plated on LB agar containing 100 μg / ml ampicillin. The grown clones are used to generate and isolate recombinant plasmid DNA, which is analyzed by gel electrophoresis in 1% agarose gel; and then subjected to restriction mapping; clones carrying the target plasmid, designated as pQ_f35, are used for its production, isolation, detailed restriction mapping and sequencing according to the Maxam-Gilbert and Sanger methods. The target plasmid pQ_f35 has a positive orientation of the cloned fragment, i.e. contains an open reading frame of the gene for the recombinant protein f35 formed by (i) the sequence of the vector part of plasmid DNA, part of which is the nucleotide sequence encoding a block of six consecutive amino acid residues of histidine, and (ii) the open reading frame of the VP35 VM gene.

Схема плазмидной ДНК pQ_f35 и способ ее конструирования представлены на фиг. 1 и 2. Scheme of plasmid DNA pQ_f35 and a method for constructing it are shown in FIG. 1 and 2.

Таким образом, получена плазмидная ДНК pQ_f35 для прокариотической экспрессии полноразмерного гена VP35 ВМ. Плазмида pQ_f35 содержит открытую рамку считывания, кодирующую рекомбинантный полипептид f35 длиной 370 аминокислотных остатков (расчетный MW=40,983 кДа), включающий полную аминокислотную последовательность белка VP35 ВМ (длина 329 аминокислот, расчетный MW=36,200 кДа), а также fusion-последовательность в N-концевой части белка, составной частью которой является полигистидиновый блок (6xHis-tag), обеспечивающий возможность выделения и очистки полипептида f35 методом Ni-хелатной хроматографии. Аминокислотная последовательность рекомбинантного белка f35, определенная на основании нуклеотидной последовательности клонированного фрагмента ДНК, представлена на фиг.3. Thus, plasmid DNA pQ_f35 was obtained for prokaryotic expression of the full-length VP35 VM gene. Plasmid pQ_f35 contains an open reading frame encoding a recombinant f35 polypeptide with a length of 370 amino acid residues (calculated MW = 40.983 kDa), including the full amino acid sequence of VP35 BM protein (329 amino acids long, calculated MW = 36,200 kDa), as well as a fusion sequence in N- the terminal part of the protein, of which the polyhistidine block (6xHis-tag) is an integral part, which enables the isolation and purification of the f35 polypeptide by Ni-chelate chromatography. The amino acid sequence of the recombinant protein f35, determined on the basis of the nucleotide sequence of the cloned DNA fragment, is presented in figure 3.

Пример 2. Экспрессия и очистка рекомбинантного белка f35. Example 2. Expression and purification of recombinant protein f35.

2.1. Экспрессия рекомбинантного белка f35. 2.1. Expression of recombinant f35 protein.

Штамм E.coli JM103 (endA1, hsdR, supE, sbcB15, thi-1, strA, Δ(lac-proAB), [F',traD36, proAB, laclqZΔM15), трансформированный плазмидной ДНК pQ_ f35 и обозначенный как JM103[pQ_f35], культивируют в 100 мл жидкой питательной среды LB с добавлением ампициллина до концентрации 100 мкг/мл, при 37oC и интенсивном перемешивании. При оптической плотности культуральной жидкости ОП600= 0,8 проводят индукцию синтеза рекомбинантного белка добавлением ИПТГ до конечной концентрации 0,2 mM и продолжают культивирование в течение 3 часов при 30oC.Strain E. coli JM103 (endA1, hsdR, supE, sbcB15, thi-1, strA, Δ (lac-proAB), [F ', traD36, proAB, lacl q ZΔM15), transformed with plasmid DNA pQ_ f35 and designated as JM103 [ pQ_f35], cultured in 100 ml of liquid LB nutrient medium with the addition of ampicillin to a concentration of 100 μg / ml, at 37 o C with vigorous stirring. When the optical density of the culture fluid OD 600 = 0.8, the synthesis of the recombinant protein is induced by adding IPTG to a final concentration of 0.2 mM and cultivation is continued for 3 hours at 30 o C.

Культуральную жидкость центрифугируют 10 мин при 1300g, при 4oC. Бактериальный осадок ресуспедируют в 5 мл фосфатного буфера В (50 mM NaH2PO4, 300 mM NaCl, pH 7,8), суспензию подвергают однократному замораживанию (-196oC) - оттаиванию (+37oC) и обрабатывают ультразвуком (4 раза по 15 с при 300 W, с минутными паузами между обработками; при 0oC). Клеточный лизат подвергают слабому периодическому перемешиванию в течение 1 часа, центрифугируют (А) при 1300g 15 мин (при 4oC); полученный на данной стадии "неосветленный" супернатант А повторно центрифугируют (В) при 26000g об/мин 15 мин (при 4oC) и получают "осветленный" супернатант В, обозначенный как f35B, представляющий собой растворимую в фосфатном буфере В белковую фракцию клеточного лизата штамма-продуцента.The culture fluid is centrifuged for 10 min at 1300 g, at 4 o C. The bacterial sediment is resuspended in 5 ml of phosphate buffer B (50 mM NaH 2 PO 4 , 300 mM NaCl, pH 7.8), the suspension is subjected to a single freeze (-196 o C) - thawing (+37 o C) and treated with ultrasound (4 times for 15 s at 300 W, with minute pauses between treatments; at 0 o C). The cell lysate is subjected to weak periodic stirring for 1 hour, centrifuged (A) at 1300g for 15 minutes (at 4 o C); the "non-clarified" supernatant A obtained at this stage is centrifuged again (B) at 26000g rpm for 15 minutes (at 4 ° C) and a "clarified" supernatant B, designated f35B, which is a protein fraction of the cell lysate soluble in phosphate buffer B, is obtained producer strain.

Осадки, содержащие обломки бактериальных клеточных стенок и нерастворимые тельца включения, полученные на стадиях центрифугирования (А) и (В), ресуспендируют в 15 и 5 мл буфера А (8 М мочевина, 50 mM NaH2PO4, pH 8,0) соответственно. Полученные суспензии объединяют, подвергают неинтенсивному периодическому перемешиванию в течение 1 часа при 4oC, центрифугируют при 26000g в течение 20 мин, и супернатант, обозначенный как f35A, представляющий собой растворимую в денатурирующих условиях фракцию клеточного лизата штамма-продуцента, используют для очистки рекомбинантного белка f35 методом металл-хелатной аффинной хроматографии [12].Precipitation containing fragments of bacterial cell walls and insoluble inclusion bodies obtained in the centrifugation stages (A) and (B) are resuspended in 15 and 5 ml of buffer A (8 M urea, 50 mM NaH 2 PO 4 , pH 8.0), respectively . The resulting suspensions are combined, subjected to non-intensive periodic stirring for 1 hour at 4 ° C, centrifuged at 26000g for 20 minutes, and the supernatant, designated f35A, which is a denaturing cell fraction of the producer strain lysate, is used to purify the recombinant protein f35 by metal chelate affinity chromatography [12].

Концентрацию общего белка в лизатах f35A, f35B, а также в очищенном препарате белка f35 определяют путем измерения оптической плотности по Bio-rad-proteinassay на спектрофотометре СФ-26 с использованием калибровочной кривой, построенной для препаратов очищенного овальбумина (мол. масса 45 кДа) с известными концентрациями. The concentration of total protein in the f35A, f35B lysates, as well as in the purified protein preparation f35, is determined by measuring the optical density according to the Bio-rad-proteinassay spectrophotometer SF-26 using a calibration curve constructed for the preparations of purified ovalbumin (mol. Mass 45 kDa) s known concentrations.

2.2. Одностадийная очистка рекомбинантного белка f35 с использованием сорбента Ni-NTA-agarose (QIAGEN). 2.2. One-step purification of recombinant f35 protein using the Ni-NTA-agarose sorbent (QIAGEN).

К 20 мл лизата f35A добавляют 0,2 мл сорбента Ni-NTA-agarose (фирма QIAGEN (Германия); 50% суспезия; сорбционная емкость до 10 мг/мл сорбента), предварительно уравновешенного в буфере А. В центрифужных стаканах проводят сорбцию рекомбинантного белка в течение 1 часа при 20oC, при периодическом слабом перемешивании. Суспензию центрифугируют при 600g в течение 5 мин. Супернатант осторожно декантируют. Для удаления примесных и неспецифически связавшихся белков проводят отмывку сорбента следующим образом: два раза буфером А по 10 мл, далее однократно 10 мл буфера C1 (8 М мочевина, 50 mM NaH2PO4, 4 pH 7,0) и 10 мл буфера C2 (8М мочевина, 50 mM NaH2PO4, pH 6,5). Рекомбинантный белок f35 элюируют 0,8 мл буфера C3 (8 М мочевина, 50 mM NaH2PO4, 0,1 М ЭДТА, pH 7.0). Концентрация белка f35 в очищенном препарате составляет 1,7 мг/мл, при степени чистоты 85-90%.0.2 ml of Ni-NTA-agarose sorbent (QIAGEN (Germany); 50% suspension; sorption capacity of up to 10 mg / ml of sorbent), previously equilibrated in buffer A, is added to 20 ml of f35A lysate. In the centrifuge glasses, the recombinant protein is sorbed. for 1 hour at 20 o C, with occasional gentle stirring. The suspension is centrifuged at 600g for 5 minutes. The supernatant is carefully decanted. To remove impurity and non-specifically bound proteins, the sorbent is washed as follows: twice with buffer A, 10 ml each, then once with 10 ml of buffer C1 (8 M urea, 50 mM NaH 2 PO 4 , 4 pH 7.0) and 10 ml of buffer C2 (8M urea, 50 mM NaH 2 PO 4 , pH 6.5). Recombinant f35 protein was eluted with 0.8 ml of C3 buffer (8 M urea, 50 mM NaH 2 PO 4 , 0.1 M EDTA, pH 7.0). The concentration of f35 protein in the purified preparation is 1.7 mg / ml, with a purity of 85-90%.

Полученные клеточные лизаты штамма-продуцента и очищенный рекомбинантный белок f35 анализируют методом белкового гель-электрофореза по Лэммли в 12% полиакриламидном геле [15] . В качестве маркеров молекулярных масс белков используют коммерческий набор белков фирмы "Sigma". В качестве контролей используют полученный аналогичным образом лизат клеток штамма JM103, содержащий векторную плазмиду pQE31, а также концентрированный, инактивированный препарат вируса Марбург [16]. The obtained cell lysates of the producer strain and purified recombinant protein f35 were analyzed by the method of protein gel electrophoresis according to Laemmli in 12% polyacrylamide gel [15]. As markers of molecular masses of proteins using a commercial set of proteins from Sigma. As controls, a similarly obtained cell lysate of strain JM103 containing the vector plasmid pQE31, as well as a concentrated, inactivated preparation of the Marburg virus, are used [16].

Сравнительный анализ белкового состава клеточных лизатов показывает, что штамм JM103[pQ_ f35] экспрессирует рекомбинантный полипептид с молекулярной массой 40-41 кДа, который может быть очищен в одну стадию методом металл-хелатной хроматографии (фиг.4). A comparative analysis of the protein composition of cell lysates shows that strain JM103 [pQ_ f35] expresses a recombinant polypeptide with a molecular weight of 40-41 kDa, which can be purified in a single step by metal chelate chromatography (Fig. 4).

Пример 3. Определение антигенных свойств рекомбинантого белка f35. Example 3. Determination of antigenic properties of the recombinant protein f35.

Контроль антигенной активности белка f35 осуществляют методом иммуноблоттинга [15] . Для этого проводят процедуру белкового гель-электрофореза (как описано в примере 2), затем осуществляют перенос электрофоретически разделенных белков на нитроцеллюлозную мембрану с помощью аппарата для электроблоттинга в течение 1 часа при 24 В, 400 мА. Control of the antigenic activity of f35 protein is carried out by immunoblotting [15]. To do this, carry out the procedure of protein gel electrophoresis (as described in example 2), then carry out the transfer of electrophoretically separated proteins to the nitrocellulose membrane using the apparatus for electroblotting for 1 hour at 24 V, 400 mA.

Для контроля качества переноса, а также контроля молекулярного веса белков клеточных лизатов, проводят окрашивание части нитроцеллюлозной мембраны раствором 0,2% Понсо S в 3%-ной ТХУ в течение 5 минут при комнатной температуре. Краску дважды отмывают в течение 30 минут буфером TBS (0,15 M NaCI, 20 mM трис-HCl, pH 7,4) с 0,05% Tween-20 при комнатной температуре. To control the quality of the transfer, as well as to control the molecular weight of the proteins of cell lysates, a part of the nitrocellulose membrane is stained with a solution of 0.2% Ponso S in 3% TCA for 5 minutes at room temperature. The paint is washed twice for 30 minutes with TBS buffer (0.15 M NaCI, 20 mM Tris-HCl, pH 7.4) with 0.05% Tween-20 at room temperature.

Далее осуществляют блокирование неокрашенной части нитроцеллюлозной мембраны с иммобилизованными белками раствором 5%-ного казеина, приготовленного на 0,1 М Na-фосфатном буфере, pH 7,4, в течение 1 часа при комнатной температуре. После блокирования мембрану в течение 1 часа при 37oC инкубируют с разведенным 1:500 препаратом сыворотки человека, переболевшего геморрагической лихорадкой Марбург, в разведении 1:500. Затем проводят трехкратную отмывку мембраны в течение 30 минут TBS с 0,05% Tween-20 при комнатной температуре. Далее мембрану инкубируют с антивидовым пероксидазным конъюгатом при 37oC в течение 1 часа. Повторяют процедуру трехкратной отмывки. Реакцию проверяют добавлением свежеприготовленного раствора (100 мкл 30% перекиси водорода плюс 50 мл раствора 4-хлор-1-нафтола (20 мг в 0,1 М трис-HCl, pH 8,0)). Анализ показывает, что рекомбинантный полипептид f35 связывается с антителами к вирусу Марбург (фиг. 5А).Next, block the unpainted portion of the nitrocellulose membrane with the immobilized proteins with a solution of 5% casein prepared in 0.1 M Na-phosphate buffer, pH 7.4, for 1 hour at room temperature. After blocking, the membrane is incubated for 1 hour at 37 o C with a diluted 1: 500 preparation of human serum, who had Marburg hemorrhagic fever, at a dilution of 1: 500. Then, the membrane was washed three times for 30 minutes with TBS with 0.05% Tween-20 at room temperature. The membrane is then incubated with an antispecies peroxidase conjugate at 37 ° C. for 1 hour. Repeat the procedure three times washing. The reaction is checked by adding a freshly prepared solution (100 μl of 30% hydrogen peroxide plus 50 ml of 4-chloro-1-naphthol solution (20 mg in 0.1 M Tris-HCl, pH 8.0)). Analysis shows that the recombinant f35 polypeptide binds to antibodies to the Marburg virus (Fig. 5A).

Пример 4. Получение специфических антител к рекомбинантному белку f35. Example 4. Obtaining specific antibodies to the recombinant protein f35.

Для получения специфических антител иммунизируют лабораторных животных (3-месячных мышей BALB\c) иммунизацию препаратами рекомбинантного белка f35. Иммунизацию проводят внутрибрюшинно с интервалом в 1 неделю; при первой иммунизации - с полным адъювантом Фрейнда; при следующих двух иммунизациях - с неполным адъювантом Фрейнда; и без адъюванта при последней иммунизации перед забором крови для анализа. Суммарная иммунизирующая доза при использовании препарата f35B, полученного как описано в примере 2, составляет 202,5 мкг общего белка на одно лабораторное животное. Через две недели после последней иммунизации у животных берут кровь и получают сыворотку, используя стандартные методы [15]. Выявление антител в сыворотках крови иммунизированных животных проводят с помощью твердофазного иммуноферментного анализа с использованием в качестве антигена очищенного, инактивированного вируса Марбург (по 100 нг антигена в 0,05 М двухзамещенном фосфатном буфере pH 8,0 на лунку полистиролового планшета) [15]. Титр специфических противовирусных антител в сыворотках, полученных при иммунизации препаратом f35B рекомбинантного белка f35, составляет от 1:220000 до 1:650000. In order to obtain specific antibodies, laboratory animals (3-month-old BALB \ c mice) are immunized with preparations of the recombinant f35 protein. Immunization is carried out intraperitoneally with an interval of 1 week; at the first immunization - with Freund's complete adjuvant; in the following two immunizations - with incomplete Freund's adjuvant; and without adjuvant at the last immunization before blood sampling for analysis. The total immunizing dose when using the drug f35B, obtained as described in example 2, is 202.5 μg of total protein per laboratory animal. Two weeks after the last immunization, animals were bled and serum was obtained using standard methods [15]. The detection of antibodies in the blood serum of immunized animals is carried out using an enzyme-linked immunosorbent assay using purified, inactivated Marburg virus as antigen (100 ng of antigen in 0.05 M diode phosphate buffer pH 8.0 per well of a polystyrene plate) [15]. The titer of specific antiviral antibodies in serum obtained by immunization with the f35B preparation of the recombinant f35 protein is from 1: 220,000 to 1: 650,000.

Анализ белок-специфичности полученных сывороток проводят с помощью иммуноблоттинга. В качестве антигена используют очищенный, инактивированный вирус Марбург [16]. Фракционирование вирусного антигена методом электрофореза в полиакриламидном геле, электроперенос белков на нитроцеллюлозную мембрану, блокирование мембран и их обработку сыворотками животных, иммунизированных препаратом рекомбинантного белка f35, выявление специфических антител с помощью антивидового конъюгата; отмывки проводят как описано в примере 3. Analysis of the protein specificity of the obtained sera is carried out using immunoblotting. A purified, inactivated Marburg virus is used as an antigen [16]. Fractionation of a viral antigen by polyacrylamide gel electrophoresis, electrotransfer of proteins to a nitrocellulose membrane, blocking of membranes and their processing by animal sera immunized with f35 recombinant protein preparation, detection of specific antibodies using an antispecies conjugate; washing is carried out as described in example 3.

Анализ (фиг. 5Б) показывает, что сыворотки животных, иммунизированных препаратом рекомбинантного белка f35, содержат антитела, которые специфически взаимодействуют с белком VP35 вируса Марбург (полипептид с мол. массой 35 кДа). The analysis (Fig. 5B) shows that the sera of animals immunized with the recombinant protein f35 preparation contain antibodies that specifically interact with the Marburg virus VP35 protein (polypeptide with a molar mass of 35 kDa).

Таким образом, рекомбинантный белок f35 может быть использован для проведения иммунодиагностики геморрагической лихорадки Марбург, получения специфических антител к вирусу Марбург, а также создания генно-инженерных вакцин против вируса Марбург. Thus, the recombinant protein f35 can be used to carry out immunodiagnostics of Marburg hemorrhagic fever, to obtain specific antibodies to the Marburg virus, as well as to create genetically engineered vaccines against the Marburg virus.

Литература
1. Becker S., Huppertz S., Klenk H.-D., Feidmann H. The nucleoprotein of Marburg virus is phosphorylated.// J Gen Virol 1994 Apr; 75 (Pt 4): 809-818.
Literature
1. Becker S., Huppertz S., Klenk H.-D., Feidmann H. The nucleoprotein of Marburg virus is phosphorylated.// J Gen Virol 1994 Apr; 75 (Pt 4): 809-818.

2. Will C., Muhlberger E., Linder D., Slenczka W., Klenk H.D., Feidmann H. Marburg virus gene 4 encodes the virion membrane protein, a type I transmembrane glycoprotein. // J Virol 1993 Mar; 67 (3): 1203-1210. 2. Will C., Muhlberger E., Linder D., Slenczka W., Klenk H. D., Feidmann H. Marburg virus gene 4 encodes the virion membrane protein, a type I transmembrane glycoprotein. // J Virol 1993 Mar; 67 (3): 1203-1210.

3. Peters C.J., Sanchez A., Rollin P.E., et al. Filoviridae: Marburg and Ebola viruses. // "Fields Virology" / 3rd ed. - Lippincott-Raven Press. - Philadelphia. - Vol. 1. - pp. 1161-1176. 3. Peters C. J., Sanchez A., Rollin P. E., et al. Filoviridae: Marburg and Ebola viruses. // "Fields Virology" / 3rd ed. - Lippincott-Raven Press. - Philadelphia. - Vol. 1. - pp. 1161-1176.

4. Martini G.A. and Siegert R., eds // Marburg virus disease. 1971. P. 1-230. Berlin: Springer Verlag, New York. 4. Martini G.A. and Siegert R., eds // Marburg virus disease. 1971. P. 1-230. Berlin: Springer Verlag, New York.

5. Gear J.S., Cassel G.A., Gear A.J., Trappler B., Clausen L., Meyers A. M., Kew M.C., Bothwell T.H., Sher R., Miller G.B., Schneider J., Koornhof H. J., Gomperts E.D., Isaacson M., Gear J.H. Outbreake of Marburg virus disease in Johannesburg. // Br Med. J. 1975 Nov 29; 4 (5995): 489-493. 5. Gear JS, Cassel GA, Gear AJ, Trappler B., Clausen L., Meyers AM, Kew MC, Bothwell TH, Sher R., Miller GB, Schneider J., Koornhof HJ, Gomperts ED, Isaacson M., Gear Jh Outbreake of Marburg virus disease in Johannesburg. // Br Med. J. 1975 Nov 29; 4 (5995): 489-493.

6. Johnson E.D., Johnson B.K., Silverstein D., Tukei P., Geisbert T.W., Sanchez A.N., Jahrling P.B. Characterization of a new Marburg virus isolated from a 1987 fatal case in Kenya. // Arch Virol Suppl 1996; 11: 101-114. 6. Johnson E.D., Johnson B.K., Silverstein D., Tukei P., Geisbert T.W., Sanchez A.N., Jahrling P.B. Characterization of a new Marburg virus isolated from a 1987 fatal case in Kenya. // Arch Virol Suppl 1996; 11: 101-114.

7. Ksiazek T.G. Laboratory diagnosis of filovirus infections in nonhuman primates. // Lab Anim 1991, 20: 34-46. 7. Ksiazek T.G. Laboratory diagnosis of filovirus infections in nonhuman primates. // Lab Anim 1991, 20: 34-46.

8. Johnson K. M., Elliott L.H., Heymann D.L. Preparation of polyvalent viral immunofluorescent intracellular antigens and use in human serosurveys. // J Clin Microbiol 1981 Nov; 14 (5): 527-529. 8. Johnson K. M., Elliott L.H., Heymann D.L. Preparation of polyvalent viral immunofluorescent intracellular antigens and use in human serosurveys. // J Clin Microbiol 1981 Nov; 14 (5): 527-529.

9. Владыко А.С., Чепурнов А.А., Быстрова С.И., Лемешко Н.Н., Лукашевич И. С. Выявление антигена вируса Марбург методом твердофазного иммуноферментного анализа // Вопр. вирусол. 1991, 36(5): 419-421. 9. Vladyko A.S., Chepurnov A.A., Bystrova S.I., Lemeshko N.N., Lukashevich I.S. Detection of the Marburg virus antigen by enzyme-linked immunosorbent assay // Vopr. virusol. 1991, 36 (5): 419-421.

10. Wulff Н., Conrad J.L. Marburg virus disease. In: Kurstak E., ed. Comparative diagnosis of viral diseases. New York: Academic; 1977: 3-33. 10. Wulff N., Conrad J.L. Marburg virus disease. In: Kurstak E., ed. Comparative diagnosis of viral diseases. New York: Academic; 1977: 3-33.

11. Мертвецов Н. П., Беклемишев А.Б., Савич И.М. Современные подходы к конструированию молекулярных вакцин. // "Наука", 1987. 11. Dead men N.P., Beklemishev A.B., Savich I.M. Modern approaches to the design of molecular vaccines. // "Science", 1987.

12. "The QIAexpressionist" (QIAexpress Protocols) // 3rd Ed. - March 1997. - QIAGEN. 12. "The QIAexpressionist" (QIAexpress Protocols) // 3rd Ed. - March 1997. - QIAGEN.

13. Bukreyev A.A., Volchkov V.E., Blinov V.M. and Netesov S.V. The complete nucleotide sequence of the Popp (1967) strain of Marburg virus: A comparison with the Musoke (1980) strain. // Arch. Virol. - 1995. - Vol. 140. - pp. 1589-1600. 13. Bukreyev A.A., Volchkov V.E., Blinov V.M. and Netesov S.V. The complete nucleotide sequence of the Popp (1967) strain of Marburg virus: A comparison with the Musoke (1980) strain. // Arch. Virol. - 1995. - Vol. 140. - pp. 1589-1600.

14. Никифоров В.В., Туровский Ю.И., Калинин П.П. и др. Случай лабораторного заражения лихорадкой Марбург. // Журн. микробиол. эпидемиол. иммунобиол., 1994, N 3, с. 104-106. 14. Nikiforov V.V., Turovsky Yu.I., Kalinin P.P. et al. Case of laboratory infection with Marburg fever. // Journal. microbiol. epidemiol. immunobiol., 1994, N 3, p. 104-106.

15. Sambrook J., Fritsch E.F. and Maniatis T. Molecular cloning: a laboratory manual. // 2nd ed. - 1989. - Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y. 15. Sambrook J., Fritsch E.F. and Maniatis T. Molecular cloning: a laboratory manual. // 2nd ed. - 1989. - Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.

16. Букреев А.А., Скрипченко А.А., Гусев Ю.M. и др. Перспективный метод препаративной наработки и очистки вируса Марбург. // Вопр. вирусол., 1995, N 4, с. 161-165. 16. Bukreev A.A., Skripchenko A.A., Gusev Yu.M. and others. A promising method of preparative production and purification of the Marburg virus. // Q. virusol., 1995, N 4, p. 161-165.

Claims (3)

1. Рекомбинантная плазмидная ДНК pQ_f35, кодирующая гибридный полипептид f35 с антигенными и иммуногенными свойствами белка VP 35 вируса Марбург, мол.м. 2,99 МДа и размером 4530 п.о., содержащая фрагмент линеаризованной по SmaI сайту векторной плазмидной ДНК pQE 31 размером 3464 п.о.; фрагмент SspI-HpaI (длина 1066 п.о.) кДНК геномной РНК вируса Марбург штамм Рорр с 2879 по 3945 нуклеотид; уникальные сайты рестрикции (и их координаты): XhoI (2), EcoRI (89), BamHI (148), EcoRV (486), BglII (736), NsiI (991), Bsp 1201 (1212), EspI (1286), XbaI (2233), TthlllI (2393), PvuI (3909), AatII (4461); промотор фага Т5, lac-операторные последовательности для усиления связывания lac-репрессора, ген гибридного полипептида f35 (координаты 115-1124 п.о.), в состав которого входит полноразмерная кодирующая часть гена белка VP 35 вируса Марбург (координаты 238 - 1224 п.о.), терминаторы транскрипции фага lambda и гена rrnB E.coli, генетический маркер: ген β-лактамазы, детерминирующий устойчивость к пенициллиновым антибиотикам. 1. Recombinant plasmid DNA pQ_f35 encoding a f35 fusion polypeptide with antigenic and immunogenic properties of the Marburg virus VP 35 protein, mol.m. 2.99 MDa and a size of 4530 bp, containing a fragment of the linear plasmid DNA pQE 31, 3464 bp, sized by the SmaI site; fragment SspI-HpaI (length 1066 bp) cDNA of the genomic RNA of the virus Marburg strain Porr from 2879 to 3945 nucleotide; unique restriction sites (and their coordinates): XhoI (2), EcoRI (89), BamHI (148), EcoRV (486), BglII (736), NsiI (991), Bsp 1201 (1212), EspI (1286), XbaI (2233), TthlllI (2393), PvuI (3909), AatII (4461); T5 phage promoter, lac operator sequences for enhancing lac repressor binding, f35 hybrid polypeptide gene (coordinates 115-1124 bp), which includes the full-length coding part of the Marburg virus VP 35 gene gene (coordinates 238 - 1224 p. o.), lambda phage and rrnB gene transcription terminators of E. coli, genetic marker: β-lactamase gene, which determines penicillin antibiotic resistance. 2. Способ конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК PQ_f35, заключающийся в том, что фрагмент BglII - PstI (длиной 543 п.о.) плазмиды рМВ G 825 клонируют в плазмиду рМВG 226 по сайтам BglII - Zsp 21, получают промежуточную плазмиду рМВG 226/825, несущую фрагмент кДНК геномной РНК ВМ с 2374 по 3965 нуклеотид, далее фрагмент SspI-HpaI (длиной 1066 п.о.) плазмиды рМВG 226/825 встраивают в плазмиду рQE 31 по сайту SmaI и в результате получают плазмиду рQ_f35, кодирующую белок f35, включающий последовательность полноразмерного белка VP 35 вируса Марбург. 2. The method of constructing recombinant plasmid DNA PQ_f35, which consists in the fact that the fragment BglII - PstI (543 bp in length) of the plasmid pMB G 825 is cloned into the plasmid pMBG 226 at the BglII - Zsp 21 sites, and the intermediate plasmid pMBG 226/825 is obtained, carrying the cDNA fragment of the genomic RNA of the BM from 2374 to 3965 nucleotides, then the SspI-HpaI fragment (1066 bp in length) of the pMBG 226/825 plasmid is inserted into the pQE 31 plasmid at the SmaI site and as a result, the pQ_f35 plasmid encoding the f35 protein including the f35 protein is obtained the sequence of full-sized protein VP 35 Marburg virus. 3. Штамм бактерий Escherichia coli JM103[pQ_f35]-сверхпродуцент рекомбинантного белка f35 с антигенными и иммуногенными свойствами внутреннего структурного белка VP 35 вируса Марбург. 3. The bacterial strain Escherichia coli JM103 [pQ_f35] is a superproducer of the recombinant protein f35 with antigenic and immunogenic properties of the internal structural protein VP 35 of the Marburg virus.
RU98120373A 1998-11-12 1998-11-12 Recombinant plasmid dna pq-f35 encoding fused polypeptide f35 showing antigenic and immunogenic properties of marburg virus protein vp 35, method of its preparing and strain of bacterium escherichia coli - superproducer of recombinant polypeptide f35 RU2144565C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98120373A RU2144565C1 (en) 1998-11-12 1998-11-12 Recombinant plasmid dna pq-f35 encoding fused polypeptide f35 showing antigenic and immunogenic properties of marburg virus protein vp 35, method of its preparing and strain of bacterium escherichia coli - superproducer of recombinant polypeptide f35

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98120373A RU2144565C1 (en) 1998-11-12 1998-11-12 Recombinant plasmid dna pq-f35 encoding fused polypeptide f35 showing antigenic and immunogenic properties of marburg virus protein vp 35, method of its preparing and strain of bacterium escherichia coli - superproducer of recombinant polypeptide f35

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2144565C1 true RU2144565C1 (en) 2000-01-20

Family

ID=20212193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98120373A RU2144565C1 (en) 1998-11-12 1998-11-12 Recombinant plasmid dna pq-f35 encoding fused polypeptide f35 showing antigenic and immunogenic properties of marburg virus protein vp 35, method of its preparing and strain of bacterium escherichia coli - superproducer of recombinant polypeptide f35

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2144565C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11944923B2 (en) 2020-09-03 2024-04-02 Aclaris Water Innovations Gmbh, Lindau, Zweigniederlassung Rebstein Water tank with filter cartridge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11944923B2 (en) 2020-09-03 2024-04-02 Aclaris Water Innovations Gmbh, Lindau, Zweigniederlassung Rebstein Water tank with filter cartridge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brugge et al. Peptide analysis of the transformation-specific antigen from avian sarcoma virus-transformed cells
CN112089831B (en) Preparation method of recombinant novel coronavirus subunit vaccine
CN111778264B (en) Novel coronavirus pneumonia vaccine based on novel adenovirus vector Sad23L and/or Ad49L
Pei et al. Expression of SARS-coronavirus nucleocapsid protein in Escherichia coli and Lactococcus lactis for serodiagnosis and mucosal vaccination
US5055400A (en) Leukotoxin gene of pasteurella haemolytica
EP0584167A1 (en) Recombinant dna coding for signal peptide, selective interacting polypeptide and membrane anchoring sequence
Altman et al. S gene product: identification and membrane localization of a lysis control protein
WO2023087555A1 (en) Novel coronavirus recombinant protein with broad-spectrum neutralizing activity and preparation method therefor
CN108314710B (en) Mycoplasma pneumoniae recombinant antigen and application thereof
US5780038A (en) HIV-2 envelope polypeptides
US5874533A (en) HIV-2 envelope polypeptides
RU2144565C1 (en) Recombinant plasmid dna pq-f35 encoding fused polypeptide f35 showing antigenic and immunogenic properties of marburg virus protein vp 35, method of its preparing and strain of bacterium escherichia coli - superproducer of recombinant polypeptide f35
CN112500494A (en) Antigen for detecting novel coronavirus and preparation method thereof
US10961284B2 (en) Recombinant protein antigen of Orientia tsutsugamushi and vaccine composition using the same
Wang et al. Cloning of the J gene of bacteriophage lambda, expression and solubilization of the J protein: first in vitro studies on the interactions between J and LamB, its cell surface receptor
JPH10508479A (en) Production of recombinant peptides as natural hydrophobic peptide analogs
CN116284431A (en) Preparation and application of novel coronavirus polyclonal antibody
Thomas et al. A soluble recombinant fusion protein of the transmembrane envelope protein of equine infectious anaemia virus for ELISA
HÄNNINEN et al. Probing phage PRD1-specific proteins with monoclonal and polyclonal antibodies
Wang et al. Preparation and characterization of polyclonal antibody against severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus spike protein
KR100425884B1 (en) DNA sequence encoding the specific and antigenic outer membrane protein of Salmonella typhi
CN103861101B (en) A kind of Novel chimeric flagellin adjuvant of helicobacter pylori polyepitope vaccines
CN112390862B (en) Protein for detecting bluetongue, coding gene and soluble preparation method thereof
JPH0862217A (en) Plate for enzyme immunoassay
RU2813324C1 (en) METHOD OF OBTAINING RECOMBINANT ANTIGEN MBP_RBD_6HIS OF SARS-CoV-2 VIRUS WITH C-TERMINAL AFFINITY TAG 6XHIS-TAG, INTENDED FOR USE AS COMPONENT OF REAGENT KIT FOR COVID-19 SERODIAGNOSTICS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161113