RU2258531C1 - Protein eliciting property of intramembrane aspartate protease, method for its preparing - Google Patents

Protein eliciting property of intramembrane aspartate protease, method for its preparing Download PDF

Info

Publication number
RU2258531C1
RU2258531C1 RU2004111832/15A RU2004111832A RU2258531C1 RU 2258531 C1 RU2258531 C1 RU 2258531C1 RU 2004111832/15 A RU2004111832/15 A RU 2004111832/15A RU 2004111832 A RU2004111832 A RU 2004111832A RU 2258531 C1 RU2258531 C1 RU 2258531C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protein
himp1
proteins
cells
impas
Prior art date
Application number
RU2004111832/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.И. Рогаев (RU)
Е.И. Рогаев
А.П. Григоренко (RU)
А.П. Григоренко
Original Assignee
Рогаев Евгений Иванович
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 Рогаев Евгений Иванович filed Critical Рогаев Евгений Иванович
Priority to RU2004111832/15A priority Critical patent/RU2258531C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2258531C1 publication Critical patent/RU2258531C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

FIELD: biology, biochemistry, science-practical pharmacology, molecular biology.
SUBSTANCE: invention relates to isolated DNA fragment with indicated nucleotide sequence encoding protein that elicits property of intramembrane endoprotease (IMPAS), and to a method for preparing this protein. Invention provides the possibility for development of preparations used for diagnosis of diseases associated with proteolysis of intracellular receptors. Invention provides expanding assortment of agents useful in treatment of different neurological, cardiovascular and other diseases associated with the disturbed proteolysis of proteins.
EFFECT: improved preparing method, valuable medicinal properties of protein.
3 cl, 4 dwg, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области молекулярной биологии, научно-практической фармакологии и биохимии и касается новых препаратов, полезных при нарушении эндопротеолиза белков. Эндопротеолиз белков - универсальный механизм, вовлеченный во многие клеточные процессы, наследственные болезни, клеточную смерть (некроз и апоптоз), регенерационные процессы и ответ клеток и организма на инфекции, онкологическую трансформацию клеток, нейродегенерацию и стрессовые факторы. Недавно были обнаружены два неизвестных ранее гомологичных гена: пресенилин 1 и пресенилин 2 (PS1 и PS2) (Sherrington and Rogaev et al., Nature, 1995; Rogaev et al., Nature, 1995; Rogaev et al., Genomics, 1997), - кодирующие белки с множественными трансмембранными доменами, мутации в которых ведут к развитию ранней семейной формы Болезни Альцгеймера, абнормальному протеолизу АРР-белка (предшественника β-амилоида), накоплению в мозге больных нерастворимых комплексов амилоидных бляшек. Мутации в генах PS1 и PS2 усиливали эндопротеолиз (γ-секретазную активность) в трансмембранном домене АРР (Borchelt et al., 1996; Duff et al., 1996; Lemere et al., 1996; Citron et al., 1997). Был сделан первый шаг в обнаружении генов, кодирующих аминокислотную последовательность, сходную с пресенилинами, без определения их функций (Grigorenko et al., 2002). Отсутствие каких-либо гомологий PS1 и PS2 с известными протеазами или сайтами протеаз, беспрецедентный характер возможного процесса эндопротеолиза внутри мембран (не описанный у эукариот), не позволяли сделать однозначный вывод о том, являются ли пресенилины γ-секретазами с внутримембранной эндопротеазной активностью, или данные белки с множественными трансмембранными доменами являются кофакторами, необходимыми для эндопротеолиза. Дальнейшее обнаружение IMPAS (IMP) генов, кодирующих IMPAS (IMP) белки со сходной пресенилинам структурой и также обладающих внутримембранной (т.е. сайт протеолиза располагается внутри гидрофобного домена предсказанной локализации в мембранных структурах клетки субстрата) протеолитической активностью, позволяет выделить особый класс аспартатных внутримембранных эндопротеаз и изучить универсальные молекулярно-генетические механизмы внутримембранного протеолиза у млекопитающих и других эукариот.The invention relates to the field of molecular biology, scientific and practical pharmacology and biochemistry and relates to new drugs useful in violation of the endoproteolysis of proteins. Protein endoproteolysis is a universal mechanism involved in many cellular processes, hereditary diseases, cell death (necrosis and apoptosis), regenerative processes and the response of cells and the body to infections, cancer cell transformation, neurodegeneration and stress factors. Recently, two previously unknown homologous genes have been discovered: presenilin 1 and presenilin 2 (PS1 and PS2) (Sherrington and Rogaev et al., Nature, 1995; Rogaev et al., Nature, 1995; Rogaev et al., Genomics, 1997), - coding proteins with multiple transmembrane domains, mutations in which lead to the development of an early familial form of Alzheimer's disease, abnormal proteolysis of the APP protein (precursor of β-amyloid), accumulation of insoluble complexes of amyloid plaques in the brain of patients. Mutations in the PS1 and PS2 genes enhanced endoproteolysis (γ-secretase activity) in the APP transmembrane domain (Borchelt et al., 1996; Duff et al., 1996; Lemere et al., 1996; Citron et al., 1997). The first step was taken in the discovery of genes encoding an amino acid sequence similar to presenilins without determining their functions (Grigorenko et al., 2002). The absence of any homology between PS1 and PS2 with known proteases or protease sites, the unprecedented nature of a possible process of endoproteolysis within membranes (not described in eukaryotes) did not allow us to draw an unambiguous conclusion about whether presenilins are γ-secretases with intrammembrane endoprotease activity, or data proteins with multiple transmembrane domains are cofactors necessary for endoproteolysis. Further detection of IMPAS (IMP) genes encoding IMPAS (IMP) proteins with a structure similar to presenilins and also having an intrammembrane (i.e., the proteolysis site is located within the hydrophobic domain of the predicted localization in the membrane structures of the substrate cell) with proteolytic activity, allows us to distinguish a special class of aspartate intram Membrane endoproteases and to study the universal molecular genetic mechanisms of intram Membrane proteolysis in mammals and other eukaryotes.

Следующие свойства определяют сходные последовательности аспартатных трансмембранных белков различных семейств (пресенилинов, IMPAS и препилиновых пептидаз IV типа):The following properties determine similar sequences of aspartate transmembrane proteins of different families (presenilins, IMPAS and prepilin peptidases of type IV):

1) трансмембранная структурная организация (т.е. наличие множественных гидрофобных, пронизывающих мембрану доменов);1) transmembrane structural organization (i.e. the presence of multiple hydrophobic, membrane-penetrating domains);

2) наличие эволюционно-консервативных аспартатных остатков внутри мембранных доменов;2) the presence of evolutionarily conservative aspartate residues within the membrane domains;

3) наличие по меньшей мере трех консервативных функционально-критичных сайта, которые нами определены как:3) the presence of at least three conservative functionally critical sites, which we have defined as:

а) D - GxGD - PxL (широкое определение для аспартатных внутримембранных белков различных семейств);a) D - GxG D - P xL (broad definition for aspartate intrabranch proteins of different families);

б) Y/F D v/I F W/F V FX3 - 6LG I/F GD I/V 66 P GxxxxxxxR Y/F D - Q P A L L Y LV (узкое определение для IMPAS белков человека (hIMP1- hIМР5), обладающих 10-92% гомологией по полной последовательности белка),b) Y / F D v / I F W / F V FX3 - 6LG I / F G D I / V 66 P GxxxxxxxR Y / F D - Q P ALLY LV (narrow definition for human IMPAS proteins (hIMP1-hIMP5), possessing 10-92% homology for the full sequence of the protein),

где х - любая аминокислота, - - аминокислотный участок между сайтами; выделение групп сходных аминокислот: 1-DN, 2-EQ, 3-ST, 4-KR, 5-FYW, 6-LIVM.where x is any amino acid, - is the amino acid site between the sites; isolation of groups of similar amino acids: 1-DN, 2-EQ, 3-ST, 4-KR, 5-FYW, 6-LIVM.

Технический результат заявленного изобретения - расширение арсенала средств, которые могут быть полезны при лечении различных неврологических, сердечно-сосудистых и других заболеваний, связанных с нарушенным протеолизом белков.The technical result of the claimed invention is the expansion of the arsenal of tools that can be useful in the treatment of various neurological, cardiovascular and other diseases associated with impaired protein proteolysis.

Были получены конструкции в экспрессирующих эукариотических векторах, содержащие человеческие IMPAS гены - hIMP1-hIMP5. Конструкции были использованы для получения стабильных и транзиентно-трансфицированных культур ряда клеток млекопитающих. Функциональный анализ IMPAS генов и белков включал in vitro и in vivo анализ. На модели in vitro показано, что IMPAS белки участвуют во внутримембранном протеолитическом расщеплении, которое регулируется ингибиторами внутри мембранного протеолиза, а также мутациями в инвариантных аминокислотах - потенциальных каталитических сайтах IMPAS белков или сайтов, регулирующих протеолиз. In vitro, на модели круглого червя нематоды, было показано участие IMPAS генов в эмбриональном и постэмбриональном развитии и возможных липид-липопротеин зависимых процессов метаболизма или клеточных сигналов метаболических путях, связанных с липидным обменом.Constructs were obtained in expressing eukaryotic vectors containing human IMPAS genes - hIMP1-hIMP5. The constructs were used to obtain stable and transiently transfected cultures of a number of mammalian cells. Functional analysis of IMPAS genes and proteins included in vitro and in vivo analysis. The in vitro model showed that IMPAS proteins are involved in intram Membrane proteolytic cleavage, which is regulated by inhibitors within membrane proteolysis, as well as mutations in invariant amino acids - potential catalytic sites of IMPAS proteins or sites that regulate proteolysis. In vitro, in the nematode roundworm model, the participation of IMPAS genes in embryonic and postembryonic development and possible lipid-lipoprotein-dependent metabolic processes or cellular signals of metabolic pathways associated with lipid metabolism have been shown.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Последовательности, конструкции и свойства IMPAS генов.Example 1. The sequence, design and properties of IMPAS genes.

1) Получение и клонирование полноразмерных копий кДНК человека семейства IMPAS.1) Obtaining and cloning full-sized copies of human cDNA of the IMPAS family.

Нами были клонированы и проанализированы пять IMPAS генов человека:We have cloned and analyzed five IMPAS human genes:

(1) ген hIМР1, изоформа 1 (SEQ NO1), кодирующий белок SEQ NO8;(1) hIMP1 gene, isoform 1 (SEQ NO1) encoding the protein SEQ NO8;

(2) ген hIMP1, изоформа 2 (SEQ NO2), кодирующий белок SEQ NO9;(2) the hIMP1 gene, isoform 2 (SEQ NO2) encoding the protein SEQ NO9;

(3) ген hIMP1, изоформа 3 (SEQ NO3), кодирующий белок SEQ NO10;(3) hIMP1 gene, isoform 3 (SEQ NO3) encoding the protein SEQ NO10;

(4) ген hIМР2 (SEQ NO4), кодирующий белок SEQ NO11;(4) hIMP2 gene (SEQ NO4) encoding the protein SEQ NO11;

(5) ген hIMP3 (SEQ NO5), кодирующий белок SEQ NO12;(5) hIMP3 gene (SEQ NO5) encoding the protein SEQ NO12;

(6) ген hIМР4 (SEQ NO6), кодирующий белок SEQ NO13;(6) hIMP4 gene (SEQ NO6) encoding the protein SEQ NO13;

(7) ген hIMР5 (SEQ NO7), кодирующий белок SEQ NO14.(7) hIMP5 gene (SEQ NO7) encoding the protein SEQ NO14.

Для клонирования полноразмерных копий кДНК генов IMPAS человека использовали следующие праймеры:The following primers were used to clone full-size copies of cDNA of human IMPAS genes:

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003

Нуклеотидные последовательности альтернативных транскриптов гена hIМР1 (изоформы 1-3) определяли с помощью секвенирования клонированных ОТ-ПЦР продуктов из гиппокампа человека (Clontech, кДНК). ПЦР-продукты для клонирования полноразмерных копий кДНК генов hIMP2-hIMP4 человека получали из кДНК крови человека. Для клонирования гена hIMP5 использовали геномную ДНК человека.The nucleotide sequences of alternative hIMP1 gene transcripts (isoforms 1-3) were determined by sequencing cloned RT-PCR products from human hippocampus (Clontech, cDNA). PCR products for cloning full-size copies of human hIMP2-hIMP4 cDNA genes were obtained from human blood cDNA. Human genomic DNA was used to clone the hIMP5 gene.

Для клонирования использовали векторы pcDNA3, pcDNA4/myc-His В и pcDNA6/V5-HisA (Invitrogen), предназначенные для экспрессии в клетках млекопитающих. Полученные ПЦР-фрагменты и вектор для клонирования рестрицировали соответствующими эндонуклеазами, лигировали между собой по следующим схемам и секвенировали (фиг. 1А-Ж):For cloning, the vectors pcDNA3, pcDNA4 / myc-His B and pcDNA6 / V5-HisA (Invitrogen) used for expression in mammalian cells were used. The obtained PCR fragments and the vector for cloning were restriction with the corresponding endonucleases, ligated among themselves according to the following schemes and sequenced (Fig. 1A-G):

(1) hIMP1 (изоформа 1):(1) hIMP1 (isoform 1):

1) ПЦР продукт (с кДНК лейкоцитов крови человека):1) PCR product (with human blood leukocyte cDNA):

20.1.2 dir - 20.3 rev, рестрицированный по EcoRI, XhoI;20.1.2 dir - 20.3 rev, restricted to EcoRI, XhoI;

клонировали в вектор pcDNA3, рестрицированный по EcoRI, XhoIcloned into pcRINA restriction by EcoRI, XhoI

2) ПЦР продукт (с плазмидной матрицы 1)):2) PCR product (with plasmid matrix 1)):

20.1 dir - pcDNA4B-20, рестрицированный по EcoRI, XhoI клонировали в вектор pcDNA4/myc-HisB, рестрицированный по EcoRI, Xhol.20.1 dir — pcRINA4B-20 EcoRI-restricted; XhoI was cloned into the pcRINA4 / myc-HisB vector EcoRI-restricted Xhol.

3) ПЦР продукт (с плазмидной матрицы 1)):3) PCR product (with plasmid matrix 1)):

20.1.2dir - R-XHO20, рестрицированный по EcoRI, XhoI клонировали в вектор pcDNA6/V5-HisA, рестрицированный по EcoRI, XhoI.20.1.2dir - R-XHO20, restricted by EcoRI, XhoI was cloned into the pcDNA6 / V5-HisA vector, restricted by EcoRI, XhoI.

(2, 3) hIМР1 (изоформы 2, 3):(2, 3) hIMP1 (isoforms 2, 3):

ПЦР продукты (с кДНК лейкоцитов крови человека):PCR products (with human blood leukocyte cDNA):

20.1 dir - 20.3 rev, рестрицированные по EcoRI, XhoI;20.1 dir - 20.3 rev, restricted to EcoRI, XhoI;

клонировали в вектор pcDNA3, рестрицированный по EcoRI, XhoIcloned into pcRINA restriction by EcoRI, XhoI

(4) hIМР2(4) hIMP2

1) ПЦР продукты (с кДНК лейкоцитов крови человека ):1) PCR products (with human blood leukocyte cDNA):

12.1 dir - 12.2 rev, рестрицированный по EcoRI, SphI;12.1 dir - 12.2 rev, restricted to EcoRI, SphI;

12.3 dir - 12.3 rev, рестрицированный по SphI, XhoI;12.3 dir - 12.3 rev, restricted to SphI, XhoI;

клонировали в вектор pcDNA3, рестрицированный по EcoRI, XhoIcloned into pcRINA restriction by EcoRI, XhoI

2) ПЦР продукт (с плазмидной матрицы 1)):2) PCR product (with plasmid matrix 1)):

12NotIdir- 12XbaIrev, рестрицированный по NotI, XbaI клонировали в вектор pcDNA4/myc-HisB, рестрицированный по NotI, XbaI.12NotIdir-12XbaIrev, NotI-restricted, XbaI was cloned into the pcDNA4 / myc-HisB vector, NotI-restricted, XbaI.

(5) hIМР3(5) hIMP3

1) ПЦР продукты (с кДНК лейкоцитов крови человека):1) PCR products (with human blood leukocyte cDNA):

15.1 dir - 15.2 rev, рестрицированный по NotI, Bsp 1407I;15.1 dir - 15.2 rev, restricted to NotI, Bsp 1407I;

15.3 dir - 15.3 rev, рестрицированный по Bsp1407I, XbaI;15.3 dir - 15.3 rev, restricted to Bsp1407I, XbaI;

клонировали в вектор pcDNA3, рестрицированный по NotI, XbaI.cloned into the pcDNA3 vector restricted by NotI, XbaI.

2) ПЦР продукт (с плазмидной матрицы 1)):2) PCR product (with plasmid matrix 1)):

15.1 dir - pc4B-15, рестрицированный по NotI, XhoI клонировали в вектор pcDNA4/myc-HisB, рестрицированный по NotI, XhoI.15.1 dir-pc4B-15, NotI-restricted, XhoI was cloned into the pcDNA4 / myc-HisB, NotI-restricted, XhoI.

3) ПЦР продукт (с плазмидной матрицы 1)):3) PCR product (with plasmid matrix 1)):

15.1 dir - рс6А-15, рестрицированный по NotI, XhoI клонировали в вектор pcDNA6/V5-HisA, рестрицированный по NotI, XhoI.15.1 dir - pc6A-15, NotI-restricted, XhoI was cloned into the pcDNA6 / V5-HisA NotI-restricted, XhoI vector.

(6) hIМР4(6) hIMP4

1) ПЦР продукт (с к ДНК лейкоцитов крови человека):1) PCR product (c to human blood leukocyte DNA):

19.1 dir - 19.2 rev клонировали в вектор pGEM-T easy (Promega).19.1 dir - 19.2 rev was cloned into the pGEM-T easy vector (Promega).

2) ПЦР продукт (с кДНК лейкоцитов крови человека):2) PCR product (with human blood leukocyte cDNA):

19.4 dir - 19.4 rev клонировали в вектор pGEM-T easy (Promega).19.4 dir - 19.4 rev was cloned into the pGEM-T easy vector (Promega).

3) EcoRI-MluI фрагмент из 1);3) EcoRI-MluI fragment from 1);

ПЦР продукт (с кДНК лейкоцитов крови человека): 19.3 dir - 19.3 rev, рестрицированный по MluI, BamHI;PCR product (with human blood leukocyte cDNA): 19.3 dir - 19.3 rev, restricted by MluI, BamHI;

BamHI-NotI фрагмент из 2);BamHI-NotI fragment of 2);

клонировали в вектор pcDNA3, рестрицированный по EcoRI,NotI.cloned into pcDNA3 vector restricted by EcoRI, NotI.

4) EcoRI-MluI фрагмент из 1);4) EcoRI-MluI fragment from 1);

ПЦР продукт (с плазмидной матрицы 3)): 19.3 dir - pc4B-19, рестрицированный по MluI, XhoI;PCR product (with plasmid matrix 3)): 19.3 dir - pc4B-19, restricted to MluI, XhoI;

клонировали в вектор pcDNA4/myc-HisB, рестрицированный по EcoRI, XhoI.cloned into pcDNA4 / myc-HisB vector restricted by EcoRI, XhoI.

5) EcoRI-MluI фрагмент из 1);5) EcoRI-MluI fragment from 1);

ПЦР продукт (с плазмидной матрицы 3)): 19.3 dir - рс6А-19, рестрицированный по MluI, XhoI;PCR product (with plasmid matrix 3)): 19.3 dir - pc6A-19, restricted by MluI, XhoI;

клонировали в вектор pcDNA6/V5-HisA, рестрицированный по EcoRI, XhoI.cloned into pcDNA6 / V5-HisA vector restricted by EcoRI, XhoI.

(7) hIМР5(7) hIMP5

ПЦР продукт (с геномной ДНК человека):PCR product (with human genomic DNA):

17NotIdir-17XbaIrev, рестрицированный по NotI, XbaI клонировали в вектор pcDNA4/myc-HisB, рестрицированный по NotI, XbaI.17 NotIdir-17XbaIrev, NotI-restricted, XbaI was cloned into the pcDNA4 / myc-HisB NotI-restricted, XbaI vector.

Обработку плазмидных ДНК эндонуклеазами рестрикции проводили в рекомендуемых фирмой-производителем (MBI Fermentas) буферах в течение 3 часов при температуре 37°С. Фермент инактивировали нагреванием до 65°С в течение 15 мин или очищали рестрикционную смесь на колонках QIAGEN согласно рекомедациям фирмы производителя. Реакцию лигирования проводили с использованием ДНК-лигазы фага Т4 (MBI Fermentas) в 1х лигазном буфере (MBI Fermentas) в течение ночи при 4°С. Пробирку с 50 мкл компетентных клеток Е. coli, штамма XL-Blue, хранящихся при -70°С, инкубировали в ледяной бане до полного оттаивания. В оттаявшие клетки добавляли лигазную смесь и инкубировали клетки в ледяной бане в течение 30 мин. Далее проводили температурный шок, погружая клетки в водяную баню 42°С на 60 сек и затем сразу в лед на 2 мин. Добавляли 500 мл среды LB и подращивали культуру в течение часа при 37°С. Рассевали суспензию клеток на чашки с агаризованной средой LB, содержащей селектирующий антибиотик ампициллин в концентрации 100 мкг/мл. Ген устойчивости к данному антибиотику, находился в плазмидном векторе, который использовался для клонирования и содержался в лигазной смеси. Чашки помещали в термостат на 37°С на ночь.Processing of plasmid DNA with restriction endonucleases was carried out in buffers recommended by the manufacturer (MBI Fermentas) for 3 hours at a temperature of 37 ° C. The enzyme was inactivated by heating to 65 ° C for 15 min or the restriction mixture was purified on QIAGEN columns according to the recommendations of the manufacturer. The ligation reaction was carried out using phage T4 DNA ligase (MBI Fermentas) in 1x ligase buffer (MBI Fermentas) overnight at 4 ° C. A tube with 50 μl of competent cells of E. coli, strain XL-Blue, stored at -70 ° C, was incubated in an ice bath until completely thawed. A ligase mixture was added to thawed cells and the cells were incubated in an ice bath for 30 minutes. Next, a temperature shock was performed by immersing cells in a 42 ° C water bath for 60 sec and then immediately into ice for 2 min. 500 ml of LB medium was added and the culture was grown for one hour at 37 ° C. The cell suspension was scattered on plates with agarized LB medium containing a selection antibiotic ampicillin at a concentration of 100 μg / ml. The resistance gene for this antibiotic was located in the plasmid vector, which was used for cloning and contained in the ligase mixture. Cups were placed in a thermostat at 37 ° C overnight.

На следующий день клоны проверяли на наличие вставки с помощью ПЦР с соответствующими праймерами. 3-4 клона, позитивных по ПНР-анализу, засевали по отдельности в пробирки с жидкой LB средой, содержащей 100 мкг/мл ампициллина. Пробирки инкубировали при 37°С с аэрацией в течение ночи. Плазмидную ДНК из клеток Е. coli выделяли, используя набор QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN), согласно инструкции фирмы-производителя. Размер вставки подтверждали с помощью рестрикции по сайтам клонирования.The next day, the clones were checked for insertion by PCR with appropriate primers. 3-4 clones, positive for PPR analysis, were individually seeded in tubes with liquid LB medium containing 100 μg / ml ampicillin. Tubes were incubated at 37 ° C with aeration overnight. Plasmid DNA from E. coli cells was isolated using the QIAprep Spin Miniprep Kit (QIAGEN) according to the manufacturer's instructions. Insert size was confirmed by restriction to cloning sites.

Электрофоретическое разделение рестрикционных фрагментов проводили в горизонтальных 1% агарозных гелях в 1х ТАЕ-буфере в течение 1 часа при напряжении 100V. В гель добавляли бромистый этидий до концентрации 0,5 мкг/мл. Величину линейных фрагментов ДНК определяли с помощью сравнения с маркерными полосами ДНК известного размера, полученными рестрикцией ДНК фага λ рестриктазой PstI. Клонированную последовательность секвенировали.The electrophoretic separation of restriction fragments was carried out in horizontal 1% agarose gels in 1x TAE buffer for 1 hour at a voltage of 100V. Ethidium bromide was added to the gel to a concentration of 0.5 μg / ml. The magnitude of the linear DNA fragments was determined by comparison with marker strips of DNA of a known size obtained by restriction of phage λ with PstI restriction enzyme. The cloned sequence was sequenced.

2) Свойства IMPAS генов человека (исследование экспрессии на уровне транскрипции).2) Properties of human IMPAS genes (study of expression at the level of transcription).

Показана широкая представленность полиА+РНК hIМР1-hIМР4 в разных тканях человека, повышенная экспрессия в поджелудочной железе и пониженная в мышцах и тканях сердца по сравнению с клетками мозга и другими тканями (фиг.2).A wide representation of polyA + RNA hIMP1-hIMP4 in different human tissues, increased expression in the pancreas and decreased in the muscles and tissues of the heart compared with brain cells and other tissues was shown (Fig. 2).

ПолиА+ РНК hIMP5 представлена преимущественно в поджелудочной железе. Высокая вариабельность сплайсированных изоформ hIMP1 детектирована в гиппокампе мозга человека. Три наиболее представленные изоформы клонированы в плазмидные векторы pcDNA3, pcDNA4/myc-His В и pcDNA6/V5-HisA (Invitrogen). Экспрессия hIMP1- hIMP4 генов идентифицирована в лейкоцитах крови и клетках мозга пациентов с болезнью Альцгеймера (БА), шизофренией и здоровых людей. Сниженную экспрессию hIMP1 детектировали в неокортексе пациентов с БА.HIMP5 polyA + RNA is predominantly present in the pancreas. High variability of spliced hIMP1 isoforms was detected in the hippocampus of the human brain. The three most represented isoforms are cloned into the plasmid vectors pcDNA3, pcDNA4 / myc-His B and pcDNA6 / V5-HisA (Invitrogen). The expression of hIMP1-hIMP4 genes has been identified in blood leukocytes and brain cells of patients with Alzheimer's disease (AD), schizophrenia and healthy people. Reduced hIMP1 expression was detected in the neocortex of patients with AD.

В качестве матрицы для проведения ПЦР использовали панель кДНК из разных тканей и органов человека (Clontech).A cDNA panel from various human tissues and organs (Clontech) was used as a template for PCR.

Для ПЦР анализа экспрессии генов были использованы следующие пары праймеров:The following primer pairs were used for PCR analysis of gene expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

Пример 2.Example 2

Получение белка. Трансформированные культуры клеток млекопитающих, экспрессирующие белки hIМР1-hIМР5.Getting protein. Transformed mammalian cell cultures expressing hIMP1-hIMP5 proteins.

Для экпрессии белка, полученные рекомбинантные конструкции с IMPAS генами в векторах pcDNA3, pcDNA4/myc-His В и pcDNA6/V5-HisA (Invitrogen) были использованы для получения стабильных и транзиентно-трансфицированных культур ряда клеток млекопитающих (клеток СНО, яичников китайского хомячка, PC 12 феохромоцитомы крысы и эмбриональных клеток почки человека НЕК293).For protein expression, the obtained recombinant constructs with IMPAS genes in the vectors pcDNA3, pcDNA4 / myc-His B and pcDNA6 / V5-HisA (Invitrogen) were used to obtain stable and transiently transfected cultures of a number of mammalian cells (CHO cells, Chinese hamster ovaries, PC 12 pheochromocytoma of rat and human embryonic kidney cells HEK293).

Мы показали, что:We have shown that:

1) Белки hIMP1-hIMP5 встречаются в клетке как в виде отдельных полноразмерных белков (30-80 кД), так и в составе высокомолекулярных комплексов (от 80 кД и более 150 кД). Фиг.3 иллюстрирует экзогенную и эндогенную экспрессию IMPAS белков в клетках млекопитающих на примере белков hIМР1, hIMP4, hIМР5. На фиг.3А представлена Вестерн-гибридизация с антителами к V5-эпитопу на лизатах клеток яичников китайского хомячка СНО, 3Б - клеток PC 12 (дорожка 1) и человеческих эмбриональных клеток почки НЕК293 (дорожка 3), трансфицированных плазмидой, содержащей кДНК гена hIМР1 (изоформа 1) в векторе pcDNA6/V5-His A (Invitrogen) (контроли - фиг.3А, дорожка 3; фиг.3Б, дорожки 2, 4). Фиг.3В иллюстрирует экспрессию белка hIMP4 с помощью Вестерн-гибридизации с антителами к с-myc-эпитопу на лизатах клеток НЕК293, трансфицированных плазмидой, содержащей hIMP4 в векторе pcDNA4/myc-HisB. На фиг.3Г показана Вестерн-гибридизация с антителами к с-myc-эпитопу на лизатах клеток НЕК293, трансфицированных плазмидой, содержащей hIМР5 в векторе pcDNA4/myc-HisB (дорожка 3 - контроль). Эндогенная экспрессия hIМР1 белка в клетках млекопитающих (PC 12, Н4, НЕК283, клетках мозга) детектируется с помощью антител к N-концевому участку гена hIMP1 (фиг.3Д).1) The hIMP1-hIMP5 proteins are found in the cell both in the form of individual full-sized proteins (30-80 kDa) and as part of high-molecular complexes (from 80 kDa and more than 150 kDa). Figure 3 illustrates the exogenous and endogenous expression of IMPAS proteins in mammalian cells by the example of hIMP1, hIMP4, hIMP5 proteins. Figure 3A shows Western hybridization with antibodies to the V5 epitope on lysates of Chinese hamster CHO ovary cells, 3B - PC 12 cells (lane 1) and HEK293 human embryonic kidney cells (lane 3), transfected with a plasmid containing the hIMP1 gene cDNA ( isoform 1) in the pcDNA6 / V5-His A vector (Invitrogen) (controls — FIG. 3A, lane 3; FIG. 3B, lanes 2, 4). Fig. 3B illustrates the expression of hIMP4 protein by Western hybridization with antibodies to the c-myc epitope on HEK293 cell lysates transfected with a plasmid containing hIMP4 in the pcDNA4 / myc-HisB vector. FIG. 3G shows Western hybridization with antibodies to the c-myc epitope on HEK293 cell lysates transfected with a plasmid containing hIMP5 in the pcDNA4 / myc-HisB vector (lane 3 control). Endogenous expression of hIMP1 protein in mammalian cells (PC 12, H4, HEK283, brain cells) is detected using antibodies to the N-terminal portion of the hIMP1 gene (Fig. 3D).

2) Высокомолекулярные формы IMPAS белков представляют гомодимерные комплексы, SDS-устойчивые в условиях электорфореза. Для доказательства существования IMPAS белков в виде гомодимерных комплексов проводили котрансфекцию культур клеток млекопитающих плазмидами, экспрессирующими hIMP1 белок, слитый с с-myc и с V5-эпитопами. При этом показано, что hIMP1-V5 белок можно иммунопреципитировать с помощью антител на с-myc и, наоборот, hIMP1- c-myc белок с помощью антител на V5. На фиг.3Е показана Вестерн-гибридизация с антителами к V5-эпитопу на лизатах клеток млекопитающих, трансфицированных плазмидами, содержащими hIMP1 в векторах pcDNA4/myc-HisB и pcDNA6/V5-HisA (1 - иммунопреципитат с антителами к V5-эпитопу, 2 - клеточный лизат, 3 - иммунопреципитат с антителами к c-myc-эпитопу, 4 - контрольная сыворотка.) hIMP1-c-myc белок иммунопреципитируется с помощью антител на V5 (дорожка 3).2) The high molecular weight forms of IMPAS proteins are homodimeric complexes that are SDS-resistant under electrophoresis. To prove the existence of IMPAS proteins in the form of homodimeric complexes, cotransfection of mammalian cell cultures with plasmids expressing the hIMP1 protein fused to c-myc and V5 epitopes was performed. It was shown that hIMP1-V5 protein can be immunoprecipitated using antibodies to c-myc and, conversely, hIMP1-c-myc protein using antibodies to V5. Figure 3E shows Western hybridization with antibodies to the V5 epitope on lysates of mammalian cells transfected with plasmids containing hIMP1 in the pcDNA4 / myc-HisB and pcDNA6 / V5-HisA vectors (1 - immunoprecipitate with antibodies to the V5 epitope, 2 - cell lysate, 3 — immunoprecipitate with antibodies to the c-myc epitope, 4 — control serum.) hIMP1-c-myc protein is immunoprecipitated using antibodies on V5 (lane 3).

3) Экзогенная экспрессия hIМР1-hIMP5, в более чем 10 раз превышающая уровень эндогенной экспрессии данных генов в клетках млекопитающих, не обладала выраженным токсичным эффектом, т.к. стабильно и транзиентно трансфицированные клетки выживали и пролиферировали.3) Exogenous expression of hIMP1-hIMP5, more than 10 times higher than the level of endogenous expression of these genes in mammalian cells, did not have a pronounced toxic effect, because stably and transiently transfected cells survived and proliferated.

Клетки PC 12 феохромоцитомы крысы выращивали при 37°С и 5% CO2 на среде RPMI-1640 (ICN, США) с добавлением 15% эмбриональной телячьей сыворотки (ICN, США) и 80 мкг/мл гентамицина. Клетки СНО, яичников китайского хомячка, эмбриональные клетки почки человека НЕК293 культивировали на среде DMEM (GibcoBRL, США), содержащей 10% эмбриональной бычьей сыворотки (GibcoBRL, США) и 100 ед. акт пенициллина/стрептомицина.PC 12 rat pheochromocytoma cells were grown at 37 ° C and 5% CO 2 on RPMI-1640 medium (ICN, USA) supplemented with 15% fetal calf serum (ICN, USA) and 80 μg / ml gentamicin. CHO cells, Chinese hamster ovaries, human kidney cells HEK293 were cultured on DMEM medium (GibcoBRL, USA) containing 10% fetal bovine serum (GibcoBRL, USA) and 100 units. penicillin / streptomycin act.

Трансфекцию клеток млекопитающих осуществляли с помощью набора LipofectAMINE PLUS (Gibco BRL), по методике фирмы-производителя. Через 24-48 ч клетки лизировали (для изучения транзиентной экспрессии) или добавляли в культуру клеток селектирующий антибиотик (зеоцин 0.1 мкг/мл или бластицидин 5 мкг/мл) для получения стабильно-трансфицированных линий. Для сохранения полученных линий, клетки замораживали. Клетки снимали с поверхности чашки или флакона в сыворотке и добавляли 7% DMSO (Serva), после чего аликвоты клеток по 1 мл охлаждали в холодильнике при +4°С, затем переносили в кельвинатор на -70°С и, наконец, в жидкий азот.Transfection of mammalian cells was carried out using the LipofectAMINE PLUS kit (Gibco BRL), according to the method of the manufacturer. After 24-48 hours, the cells were lysed (to study transient expression) or a selection antibiotic (zeocin 0.1 μg / ml or blasticidin 5 μg / ml) was added to the cell culture to obtain stably transfected lines. To preserve the obtained lines, the cells were frozen. Cells were removed from the surface of the plate or vial in serum and 7% DMSO (Serva) was added, after which 1 ml aliquots of the cells were cooled in the refrigerator at + 4 ° C, then transferred to -70 ° C in kelvinator and finally to liquid nitrogen .

Для выделения тотального белка, трансформированные клетки перед лизисом два раза промывали холодным PBS-буфером, лизировали в модифицированном RIPA-буфере (50 мМ трис-HCl, рН 7.4, 1% NP-40, 0.25% дезоксихолата натрия, 150 мМ хлорида натрия, 1 мМ EDTA, 1 таблетка «коктейля» ингибиторов Complete, Mini, EDTA-free на 10 мл буфера (Roche)) в течение одного часа при 4°С, центрифугировали при > 10.000 об/мин в течение 15 минут при 4°С. Надосадочную жидкость переносили в новую пробирку, определяли концентрацию белка и использовали для нанесения на гель. Электрофорез осуществляли в 6-10% SDS полиакриламидных гелях. После электрофоретического разделения белки переносили на мембрану PVDF. Для детекции белков на блоте использовали набор реактивов ECL (Amersham Pharmacia Biotech), первичные антитела к N-концевой части PS1 (ак. 1-92), антитела к первым 17 ак. N-концевого участка гена hIMP1, коммерческие антитела к эпитопам V5, с-myc, и соответствующие вторичные антитела.To isolate the total protein, the transformed cells were washed twice with cold PBS buffer before lysis, lysed in a modified RIPA buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.4, 1% NP-40, 0.25% sodium deoxycholate, 150 mM sodium chloride, 1 mm EDTA, 1 tablet of a “cocktail” of Complete, Mini, EDTA-free inhibitors per 10 ml of buffer (Roche) for one hour at 4 ° C, centrifuged at> 10,000 rpm for 15 minutes at 4 ° C. The supernatant was transferred to a new tube, protein concentration was determined and used for gel application. Electrophoresis was performed on 6-10% SDS polyacrylamide gels. After electrophoretic separation, the proteins were transferred onto a PVDF membrane. To detect proteins on the blot, an ECL reagent kit (Amersham Pharmacia Biotech), primary antibodies to the N-terminal part of PS1 (ac. 1-92), and antibodies to the first 17 ac. The N-terminal portion of the hIMP1 gene, commercial antibodies to V5 epitopes, c-myc, and the corresponding secondary antibodies.

Пример 3.Example 3

Свойства IMPAS белков:Properties of IMPAS Proteins:

1) Свойство IMPAS белков как аспартатных внутримембранных эндопротеаз было показано на примере связывания и внутримембранного протеолитического расщепления белком hIMP1 субстрата PS1.1) The property of IMPAS proteins as aspartate intram Membrane endoproteases has been shown by the example of binding and intram Membrane proteolytic cleavage of the PS1 substrate hIMP1 protein.

Было показано, чтоIt has been shown that

1) hIМР1 прочно связывается с полноразмерной непроцессированной формой PS1 (PSIholo) и С-концевым процессированным фрагментом PS1 (PS1 CTF). На фиг.4А представлена иммунопреципитация антителами (I.P. АВ) к hIMPI (к N-концевой части hIMP1 или к С-концевому эпитопу с-myc) полноразмерной непроцессированной формы PS1 (PS1 holo) и С-концевого процессированного фрагмента PS1 (PS1 CTF). В обратных экспериментах hIMP1 связывается антителами к N-концевой части пресенилина 1 (PS1 NTF). PI1, PI2 - контрольные сыворотки.1) hIMP1 firmly binds to the full-sized unprocessed form of PS1 (PSIholo) and the C-terminal processed fragment of PS1 (PS1 CTF). Fig. 4A shows the immunoprecipitation with antibodies (I.P. AB) to hIMPI (to the N-terminal portion of hIMP1 or to the C-terminal epitope of c-myc) of the full-length unprocessed form of PS1 (PS1 holo) and the C-terminal processed fragment of PS1 (PS1 CTF). In reverse experiments, hIMP1 binds to antibodies to the N-terminal portion of presenilin 1 (PS1 NTF). PI1, PI2 - control sera.

2) Полноразмерные белки PS1, при котрансфекции с hIMP1 дикого типа, подвергаются протеолитическому расщеплению с образованием продуктов протеолиза (фиг.4Б, 1 - полноразмерный белок PS1 (PS1 holo); 2 - продукт протеолитического расщепления), сайт протеолиза локализован в Х гидрофобном домене PS 1 дикого типа человека. На фиг.4Б представлена Вестерн-гибридизация с антителами к N-терминальной части PS1 (PS1 NTF) на лизатах клеток НЕК293, трансфицированных различными формами PS1 и hIMP1 или PS1 и pcDNA4 (контрольным вектором).2) Full-sized PS1 proteins, upon cotransfection with wild-type hIMP1, undergo proteolytic cleavage with the formation of proteolysis products (Fig. 4B, 1 — full-length PS1 protein (PS1 holo); 2 — proteolytic cleavage product), the proteolysis site is located in the X hydrophobic domain PS 1 wild-type man. FIG. 4B shows Western hybridization with antibodies to the N-terminal portion of PS1 (NTF PS1) on HEK293 cell lysates transfected with various forms of PS1 and hIMP1 or PS1 and pcDNA4 (control vector).

3) Для доказательства того, что IMPAS гены являются аспартатными протеазами:3) To prove that IMPAS genes are aspartic proteases:

а) вводились мутации в каталитически активные сайты hIMP1 - аспартатные остатки (D219A, D265A), а также в консервативный пролиновый остаток (P317L). Эти мутации ингибировали протеолитическое расщепление PS1 hIMP1 белком (фиг.4Б);a) mutations were introduced into the catalytically active sites of hIMP1 - aspartate residues (D219A, D265A), as well as into the conserved proline residue (P317L). These mutations inhibited the proteolytic cleavage of PS1 by hIMP1 protein (FIG. 4B);

б) Мутация в не каталитически активном сайте hIMP1 G264A, не изменяла протеолитическую активность hIMPI в отношении субстрата PS1 (фиг.4Б);b) A mutation at the non-catalytically active site of hIMP1 G264A did not alter the proteolytic activity of hIMPI against PS1 substrate (Fig. 4B);

в) Известный ингибитор внутримембранных аспартатных протеаз L-685,458 прекращал протеолитическое расщепление PS1 hIMP1 белком. В контрольные клетки (без L-685,458) добавляли DMSO, который был использован для разведения ингибитора (фиг.4Б).c) The well-known inhibitor of intrabranch aspartic proteases L-685,458 stopped the proteolytic cleavage of PS1 hIMP1 protein. DMSO was added to control cells (without L-685,458), which was used to dilute the inhibitor (Fig. 4B).

Клетки НЕК293 трансфицировали конструкциями, содержащими различные формы генов hIMP1 и PS1, лизировали через 48 часов и наносили на электрофорез в условиях, описанных выше. L-685,458 ингибитор использовали в концентрации 7.5 мкм/мкл и добавляли в среду при смене среды после трансфекции добавляли на 24 часа. Вестерн-гибридизацию проводили с антителами к N-терминальной части PS1.HEK293 cells were transfected with constructs containing various forms of the hIMP1 and PS1 genes, lysed after 48 hours and applied to electrophoresis under the conditions described above. L-685,458 inhibitor was used at a concentration of 7.5 μm / μl and was added to the medium when changing medium after transfection was added for 24 hours. Western hybridization was performed with antibodies to the N-terminal portion of PS1.

Для изучения связывания hIMP1 и PS1 белков проводили котрансфекцию hIMP1 в плазмидном векторе pcDNA4/myc-HisB и PS1. Клеточные лизаты иммунопреципитировали с различными антителами к hIMP1 (к N-концевой части hIMP1 или к С- концевому эпитопу hIMP1 c-myc) или антителами к N-концевой части PS1 с помощью ProteinA-Sepharose CL-4B по протоколу фирмы производителя (Amersham Pharmacia). Иммунопреципитаты использовали для проведения Вестерн-гибридизации с антителами к PS1 и hIMP1.To study the binding of hIMP1 and PS1 proteins, cotransfection of hIMP1 was carried out in the pcDNA4 / myc-HisB and PS1 plasmid vector. Cell lysates were immunoprecipitated with various antibodies to hIMP1 (to the N-terminal part of hIMP1 or to the C-terminal epitope of hIMP1 c-myc) or antibodies to the N-terminal part of PS1 using ProteinA-Sepharose CL-4B according to the protocol of the manufacturer (Amersham Pharmacia) . Immunoprecipitates were used for Western hybridization with antibodies to PS1 and hIMP1.

2) Участие IMPAS белков в эмбриональном развитии и метаболических путях, связанных с липидным обменом.2) The participation of IMPAS proteins in embryonic development and metabolic pathways associated with lipid metabolism.

Для определения функций IMPAS генов и кодируемых ими белков в целом организме проводили инактивацию ортолога hIМР1 гена в круглом черве Caenorhabditis elegans и изучали полученные фенотипы. Ингибирование гена ортолога hIMP1 (imp-2) вызывало эмбриональную гибель, задержку роста личинок, нарушение координации движения, а также гибель червей на всех стадиях морфогенеза в результате нарушения процессов линьки. (Табл. 1). Наблюдаемые изменения фенокопировали дефекты развития С. elegans при недостатке холестерола в среде, а также при ингибировании ряда генов, связанных с обменом липидов или стероидо-зависимой сигнальной трансдукцией. Так, наиболее сходный фенотип мы наблюдали в параллельных экспериментах по инактивации гомолога гена мегалина/gр330 у нематоды (lrp-1) (Табл. 1).To determine the functions of the IMPAS genes and the proteins encoded by them in the whole organism, the hIMP1 gene ortholog was inactivated in Caenorhabditis elegans roundworm and the phenotypes studied. Inhibition of the hIMP1 (imp-2) ortholog gene caused embryonic death, stunted growth of larvae, impaired coordination of movement, and death of worms at all stages of morphogenesis as a result of impaired molting processes. (Table 1). The observed changes phenocopied the developmental defects of C. elegans with cholesterol deficiency in the medium, as well as with the inhibition of a number of genes associated with lipid metabolism or steroid-dependent signal transduction. So, we observed the most similar phenotype in parallel experiments on the inactivation of the megalin / gp330 gene homolog in the nematode (lrp-1) (Table 1).

Активность IMPAS ингибировали с помощью интерференции двуспиральной РНК (дсРНКи, dsRNAi) путем микроиньекций двуспиральной РНК (дсРНК) в полость тела червя, а также с использованием в качестве корма клеток Е. coli, продуцирующих дсРНК. Культивирование червей осуществляли по стандартной методике (Brenner, 1974). Конструкции, содержащие кДНК imp-2 (yk671a5), а также lrp-1 (yk260f8) генов, в pBluescriptSK(-) векторе были получены от Y. Kohara (Genome Biology Lab, National Institute of Genetics, Mishima). ДсРНК для инъекций синтезировали с помощью набора реактивов Ambion MEGAscript® T7 Transcription Kit no методике фирмы производителя. В качестве матрицы использовали очищенный ПЦР продукт кДНК гена imp-2, с обоих концов имеющий последовательность праймера T7. Полученную дсРНК разводили до нужной концентрации (1-5 мкг/мкл) и инъецировали в полость тела червя. Через 4-6 часов после иньекции червей индивидуально переносили на свежие чашки. В течение двух-трех последующих дней проводили анализ F1 потомства.IMPAS activity was inhibited by the interference of double-stranded RNA (dsRNAi, dsRNAi) by microinjection of double-stranded RNA (dsRNA) into the worm body cavity, and also using dsRNA producing E. coli cells as food. The cultivation of the worms was carried out according to a standard technique (Brenner, 1974). Constructs containing imp-2 (yk671a5) cDNA as well as lrp-1 (yk260f8) genes in the pBluescriptSK (-) vector were obtained from Y. Kohara (Genome Biology Lab, National Institute of Genetics, Mishima). Injection dsRNA was synthesized using the Ambion MEGAscript® T7 Transcription Kit reagent kit according to the manufacturer's method. Purified PCR product of the imp-2 gene cDNA, with a T7 primer sequence at both ends, was used as a template. The resulting dsRNA was diluted to the desired concentration (1-5 μg / μl) and injected into the body cavity of the worm. 4-6 hours after the injection, the worms were individually transferred to fresh cups. Over the next two to three days, an analysis of F1 offspring was performed.

Для дсРНКи с использованием в качестве корма клеток Е. coli, продуцирующих дсРНК, кДНК imp-2 переклонировали по EcoRI, XhoI сайтам в вектор L4440. Этот вектор содержит два промотора Т7, расположенных на разных цепях ДНК и с разных концов последовательности полилинкера, что позволяет использовать L4440 вектор, с клонированным в него геном, для наработки дсРНК в клетках Е. coli. ПЦР-продукт соответствующий фрагменту к ДНК lrp-1, полученный на матрице yk260f8 с праймерами gpRNAdir-TTTTGGATCC-GCCGTACTTGCTCTCCATTC и gpRNArev-TTTTCTCGAG-CCATCCAATCGACATTTTCC, клонировали в вектор L4440 по сайтам BamHI, XhoI. Клетки Е. coli HT115, трансформировали конструкциями imp-2/L444Q и lrp-11 L4440, подращивали в 1 л среды LB, содержащей 100 мкг/мл ампициллина и 20 мкг/мл тетрациклина, до плотности OD(600)~1. Затем бактерии центрифугировали при 4°С, 7.000-10.000 об/мин в течение 15 мин. Осадок растворяли в 50 мл среды LB, содержащей 60 мкг/мл ампициллина, 7% DMSO, расфасовывали по 5 мл и хранили аликвоты при -70°C. Для использования в эксперименте каждый раз брали свежую аликвоту, размораживали при комнатной температуре, добавляли 100 мкл IPTG (200 мг/мл), 200 мкл ампициллина (50 мг/мл) и засевали бактериями чашки с агаром. Синхронизированную популяцию червей на стадии L1, помещали на чашки с Е. coli, продуцирующими дсРНК. Фенотип червей и F1 потомства анализировали последующие 2-3 дня. Исследуемых червей помещали на стекла с агаром в буфере М9 и накрывали покровным стеклом. Фенотип анализировали на микроскопе с оптикой Номарского при увеличении х 1000-2000.For dsRNAs using dsRNA producing E. coli cells as food, imp-2 cDNA was cloned at EcoRI, XhoI sites into vector L4440. This vector contains two T7 promoters located on different DNA chains and at different ends of the polylinker sequence, which makes it possible to use the L4440 vector, with the gene cloned into it, for producing dsRNA in E. coli cells. The PCR product corresponding to the lrp-1 DNA fragment obtained on the yk260f8 matrix with the primers gpRNAdir-TTTTGGATCC-GCCGTACTTGCTCTCCATTC and gpRNArev-TTTTCTCGAG-CCATCCAATCGACATTTTCC was cloned into the L44H vector at the X44I site at 4444 E. coli HT115 cells, transformed with constructs imp-2 / L444Q and lrp-11 L4440, were grown in 1 L of LB medium containing 100 μg / ml ampicillin and 20 μg / ml tetracycline to a density of OD (600) ~ 1. Then the bacteria were centrifuged at 4 ° C, 7.000-10.000 rpm for 15 minutes The precipitate was dissolved in 50 ml of LB medium containing 60 μg / ml ampicillin, 7% DMSO, packaged in 5 ml and stored aliquots at -70 ° C. For use in the experiment, a fresh aliquot was taken each time, thawed at room temperature, 100 μl IPTG (200 mg / ml), 200 μl ampicillin (50 mg / ml) were added and bacteria were seeded onto agar plates. A synchronized worm population at stage L1 was placed on plates with E. coli producing dsRNA. The phenotype of worms and F1 offspring were analyzed for the next 2-3 days. The studied worms were placed on agar glass in M9 buffer and covered with coverslip. The phenotype was analyzed on a microscope with Nomarsky optics at a magnification of x 1000-2000.

Показано, что IMPAS белки необходимы для нормального развития эукариот и вовлечены в важные метаболический пути, связанные с липидным обменом, пластичностью мембран.It was shown that IMPAS proteins are necessary for the normal development of eukaryotes and are involved in important metabolic pathways associated with lipid metabolism and membrane plasticity.

Таким образом, рекомбинантные векторные системы, содержащие IMPAS гены, белок, кодируемый ими очищенные или синтезированные антитела, пептиды или полипептиды могут использоваться для исследования новых протеолитических механизмов in vivo и in vitro, для разработки диагностики и лечения болезней, связанных с протеолизом внутриклеточных рецепторов или белков с гидрофобными доменами, накоплением труднорастворимых пептидов, содержащих гидрофобные участки (например, при Болезни Альцгеймера) или продуктов протеолиза белков, влияющих на липидный обмен, структурные свойства мембран, передачу сигналов между клетками, например, при нейропсихиатрических, сердечно-сосудистых заболеваниях и раке.Thus, recombinant vector systems containing IMPAS genes, a protein encoded by them, purified or synthesized antibodies, peptides or polypeptides can be used to study new proteolytic mechanisms in vivo and in vitro, to develop diagnostics and treatment of diseases associated with proteolysis of intracellular receptors or proteins with hydrophobic domains, accumulation of sparingly soluble peptides containing hydrophobic sites (for example, with Alzheimer's disease) or protein proteolysis products that affect lipid metabolism men, structural properties of membranes, signal transmission between cells, for example, in neuropsychiatric, cardiovascular diseases and cancer.

Список литературыList of references

1. Borchelt, D. R., Thinakaran, G., Eckman, С. В., Lee, M. K., Davenport, F., Ratovitsky, Т., Prada, C. M., Kim, G., Seekins, S., Yager, D., Slunt, H. H., Wang, R., Seeger, M., Levey, A. I., Gandy, S.E., Copeland, N.G., Jenkins, N.A., Price, D.L., Younkin, S.G., & Sisodia, S.S. 1996. Familial Alzheimer's disease-linked presenilin 1 variants elevate Abeta 1-42/1-40 ratio in vitro and in vivo. Neuron. 17(5): 1005-1013.1. Borchelt, DR, Thinakaran, G., Eckman, S. B., Lee, MK, Davenport, F., Ratovitsky, T., Prada, CM, Kim, G., Seekins, S., Yager, D. , Slunt, HH, Wang, R., Seeger, M., Levey, AI, Gandy, SE, Copeland, NG, Jenkins, NA, Price, DL, Younkin, SG, & Sisodia, SS 1996. Familial Alzheimer's disease-linked presenilin 1 variants elevate Abeta 1-42 / 1-40 ratio in vitro and in vivo. Neuron 17 (5): 1005-1013.

2. Duff, К., Eckman, С., Zehr, С., Yu, X., Prada, С. M., Perez-tur, J., Hutton, M., Buee, L., Harigaya, Y., Yager, D., Morgan, D., Gordon, M. N., Holcomb, L., Refolo, L., Zenk, В., Hardy, J., & Younkin, S. 1996. Increased amyloid-beta42(43) in brains of mice expressing mutant presenilin 1. Nature, 383(6602): 710-713.2. Duff, K., Eckman, S., Zehr, C., Yu, X., Prada, C. M., Perez-tur, J., Hutton, M., Buee, L., Harigaya, Y. , Yager, D., Morgan, D., Gordon, MN, Holcomb, L., Refolo, L., Zenk, B., Hardy, J., & Younkin, S. 1996. Increased amyloid-beta42 (43) in brains of mice expressing mutant presenilin 1. Nature, 383 (6602): 710-713.

3. Citron, M., Westaway, D., Xia, W., Carlson, G., Diehl, Т., Levesque, G., Johnson-Wood, K., Lee, M., Seubert, P., Davis, A., Kholodenko, D., Motter, R., Sherrington, R., Perry, В., Yao, H., Strome, R., Lieberburg, I., Rommens, J., Kim, S., Schenk, D., Fraser, P., St George, H. P., & Selkoe, D. J. 1997. Mutant presenilins of Alzheimer's disease increase production of 42-residue amyloid beta-protein in both transfected cells and transgenic mice. Nat. Med., 3(1): 67-72.3. Citron, M., Westaway, D., Xia, W., Carlson, G., Diehl, T., Levesque, G., Johnson-Wood, K., Lee, M., Seubert, P., Davis , A., Kholodenko, D., Motter, R., Sherrington, R., Perry, B., Yao, H., Strome, R., Lieberburg, I., Rommens, J., Kim, S., Schenk , D., Fraser, P., St George, HP, & Selkoe, DJ 1997. Mutant presenilins of Alzheimer's disease increase production of 42-residue amyloid beta-protein in both transfected cells and transgenic mice. Nat. Med., 3 (1): 67-72.

4. Lemere, С. A., Lopera, F., Kosik, K. S., Lendon, С. L., Ossa, J., Saido, T. C., Yamaguchi, H., Ruiz, A., Martinez, A., Madrigal, L., Hincapie, L., Arango, J. C., Anthony, D. C., Koo, E. H., Goate, A. M., Selkoe, D. J., & Arango, J. C. 1996. The E280A presenilin 1 Alzheimer mutation produces increased A beta 42 deposition and severe cerebellar pathology. Nat. Med.. 2(10): 1146-1150.4. Lemere, C. A., Lopera, F., Kosik, KS, Lendon, C. L., Ossa, J., Saido, TC, Yamaguchi, H., Ruiz, A., Martinez, A., Madrigal , L., Hincapie, L., Arango, JC, Anthony, DC, Koo, EH, Goate, AM, Selkoe, DJ, & Arango, JC 1996. The E280A presenilin 1 Alzheimer mutation produces increased A beta 42 deposition and severe cerebellar pathology. Nat. Med .. 2 (10): 1146-1150.

5. Rogaev, E. I., Sherrington, R., Rogaeva, E. A., Levesque, G., Ikeda, M., Liang, Y., Chi, H., Lin, C., Holman, K., Tsuda, Т.,., Mar, L., Sorbi, S., Nacmias, В., Piacentim, S., Amaducci, L., Chumakov, I., Cohen, D., Lannfelt, L., Fraser, P., Rommens, J., & St. George-Hyslop, P. 1995. Familial Alzheimer's disease in kindreds with missense mutations in a gene on chromosome 1 related to the Alzheimer's disease type 3 gene. Nature, 376(6543): 775-778.5. Rogaev, EI, Sherrington, R., Rogaeva, EA, Levesque, G., Ikeda, M., Liang, Y., Chi, H., Lin, C., Holman, K., Tsuda, T., ., Mar, L., Sorbi, S., Nacmias, B., Piacentim, S., Amaducci, L., Chumakov, I., Cohen, D., Lannfelt, L., Fraser, P., Rommens, J ., & St. George-Hyslop, P. 1995. Familial Alzheimer's disease in kindreds with missense mutations in a gene on chromosome 1 related to the Alzheimer's disease type 3 gene. Nature, 376 (6543): 775-778.

6. Rogaev, E.I., Sherrington, R., Wu, C., Levesque, G., Liang, Y., Rogaeva, E.A., Ikeda, M., Holman, K., Lin, C., Lukiw, W.J., de Jong, P.J., Fraser, P.E., Rommens, J. M., & George-Hyslop, P. 1997. Analysis of the 5' sequence, genomic structure, and alternative splicing of the presenilin-1 gene (PSEN1) associated with early onset Alzheimer disease. Genomics. 40(3): 415-424.6. Rogaev, EI, Sherrington, R., Wu, C., Levesque, G., Liang, Y., Rogaeva, EA, Ikeda, M., Holman, K., Lin, C., Lukiw, WJ, de Jong, PJ, Fraser, PE, Rommens, JM, & George-Hyslop, P. 1997. Analysis of the 5 'sequence, genomic structure, and alternative splicing of the presenilin-1 gene (PSEN1) associated with early onset Alzheimer disease. Genomics 40 (3): 415-424.

7. Sherrington, R., Rogaev, E.I., Liang, Y., Rogaeva, E.A., Levesque, G., Ikeda, M., Chi, H., Lin, C., Li, G., Holman, K., Tsuda, Т., Mar, L., Foncin, J.-F., Bruni, A.C., Montesi, M.P., Sorbi, S., Rainero, I., Pinessi, L., Nee, L., Chumakov, I., Pollen, D., Brookes, A., Sanseau, P., Polinsky, R.J., Wasco, W., Da Silva, H.A.R., Haines, J.L., Pericak-Vance, M.A., Tanzi, R.E., Roses, A.D., Fraser, P.E., Rommens, J.M., & St. George-Hyslop, P.H. 1995. Cloning of a gene bearing missense mutations in early-onset familial Alzheimer's disease. Nature, 375(6534): 754-760.7. Sherrington, R., Rogaev, EI, Liang, Y., Rogaeva, EA, Levesque, G., Ikeda, M., Chi, H., Lin, C., Li, G., Holman, K., Tsuda, T., Mar, L., Foncin, J.-F., Bruni, AC, Montesi, MP, Sorbi, S., Rainero, I., Pinessi, L., Nee, L., Chumakov, I. , Pollen, D., Brookes, A., Sanseau, P., Polinsky, RJ, Wasco, W., Da Silva, HAR, Haines, JL, Pericak-Vance, MA, Tanzi, RE, Roses, AD, Fraser, PE, Rommens, JM, & St. George-Hyslop, P.H. 1995. Cloning of a gene bearing missense mutations in early-onset familial Alzheimer's disease. Nature, 375 (6534): 754-760.

8. Grigorenko, A. P., Moliaka, Y. K., Korovaitseva, G. I., and Rogaev, E. I. 2002. Novel class of polytopic proteins with domains associated with putative protease activity. Biochemistry (Mosc.) 67(7): 826-835.8. Grigorenko, A. P., Moliaka, Y. K., Korovaitseva, G. I., and Rogaev, E. I. 2002. Novel class of polytopic proteins with domains associated with putative protease activity. Biochemistry (Mosc.) 67 (7): 826-835.

9. Brenner, S. 1974. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics, 77(1): 71-94.9. Brenner, S. 1974. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics, 77 (1): 71-94.

Claims (3)

1. Выделенный фрагмент ДНК, кодирующий белок, обладающий свойством аспартатной внутримембранной эндопротеазы, при этом фрагмент ДНК имеет нуклеотидную последовательность, выбранную из группы SEQ ID NO1-NO7.1. The selected DNA fragment encoding a protein having the property of aspartate intrammembrane endoprotease, wherein the DNA fragment has a nucleotide sequence selected from the group of SEQ ID NO1-NO7. 2. Белок, обладающий свойством аспартатной внутримембранной эндопротеазы, кодируемый фрагментом ДНК по п.1 и характеризующийся аминокислотной последовательностью, выбранной из группы SEQ ID NO8-NO14.2. A protein having the property of aspartic intram Membrane endoprotease encoded by the DNA fragment according to claim 1 and characterized by an amino acid sequence selected from the group of SEQ ID NO8-NO14. 3. Способ получения белка по п.2, включающий в себя культивирование хозяйских клеток млекопитающих, содержащих рекомбинантную ДНК с фрагментом по п.1, в условиях, допускающих экспрессию указанной ДНК и выделение экспрессируемого белка, обладающего свойствами аспартатной внутримембранной эндопротеазы.3. The method for producing a protein according to claim 2, comprising cultivating host mammalian cells containing recombinant DNA with a fragment according to claim 1, under conditions that allow the expression of said DNA and the isolation of an expressed protein having the properties of aspartate intramembrane endoprotease.
RU2004111832/15A 2004-04-20 2004-04-20 Protein eliciting property of intramembrane aspartate protease, method for its preparing RU2258531C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004111832/15A RU2258531C1 (en) 2004-04-20 2004-04-20 Protein eliciting property of intramembrane aspartate protease, method for its preparing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004111832/15A RU2258531C1 (en) 2004-04-20 2004-04-20 Protein eliciting property of intramembrane aspartate protease, method for its preparing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2258531C1 true RU2258531C1 (en) 2005-08-20

Family

ID=35846015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004111832/15A RU2258531C1 (en) 2004-04-20 2004-04-20 Protein eliciting property of intramembrane aspartate protease, method for its preparing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2258531C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sherrington R. at el. Nature, 1995, 375 (6534): 754-760. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kuno et al. Molecular cloning of a gene encoding a new type of metalloproteinase-disintegrin family protein with thrombospondin motifs as an inflammation associated gene
EP1295944B1 (en) GDP dissociation stimulating protein, brain-specific nucleosome assembly protein, skeletal muscle specific ubiquitin-conjugating enzyme, cell proliferation protein, phosphatidylinositolkinase, nel related proteins
Chamoun et al. Skinny hedgehog, an acyltransferase required for palmitoylation and activity of the hedgehog signal
Grigorenko et al. Novel class of polytopic proteins with domains associated with putative protease activity
Wolozin et al. Regulation of apoptosis by presenilin 1
WO2008073899A2 (en) Prrg4-associated compositions and methods of use thereof in methods of tumor diagnosis
Vidal et al. Sequence, genomic structure and tissue expression of Human BRI3, a member of the BRI gene family
Zimmermann et al. Native versus recombinant high-mobility group B1 proteins: functional activity in vitro
Lee et al. The pro-phenoloxidase of coleopteran insect, Tenebrio molitor, larvae was activated during cell clump/cell adhesion of insect cellular defense reactions
Hébert et al. Dimerization of presenilin-1 in vivo: suggestion of novel regulatory mechanisms leading to higher order complexes
US6335435B1 (en) Human gene RecQ4 encoding helicase
RU2258531C1 (en) Protein eliciting property of intramembrane aspartate protease, method for its preparing
EP1038958A1 (en) HUMAN Nap1 PROTEIN
US20020098511A1 (en) Protein-protein interactions
US20230285520A1 (en) Development of a new engineered tobacco etch virus (tev) protease activable in the cytosol or secretory pathway
JP2003523723A (en) Hermansky-Padrack syndrome protein-interacting proteins and methods of use
KR20050085177A (en) Soluble notch-based substrates for gamma secretase and methods and compositions for using same
WO2001004300A1 (en) Apoptosis-associated factor
US6566501B1 (en) Transcription factor regulating TNF-α
JP2007511474A (en) Genes involved in neurodegenerative disorders
JPH10117788A (en) Human myt-1 kinase clone
Scheer et al. DXS6673E encodes a predominantly nuclear protein, and its mouse ortholog DXHXS6673E is alternatively spliced in a developmental-and tissue-specific manner
JP4232423B2 (en) Novel ubiquitin-specific protease
JPH11514883A (en) DNA sequence encoding CMH-1, a cysteine protease involved in apoptosis
KR20020047289A (en) HUMAN PROTEINS BINDING TO HUMAN TYROSINE KINASE Hck AND GENES ENCODING THE SAME

Legal Events

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

Effective date: 20130421

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150610

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170421

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190813