RU2321628C1 - RECOMBINANT STRAIN Bacillus anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) AS PRODUCER OF ANTHRAX MICROORGANISM ANTIGEN - Google Patents

RECOMBINANT STRAIN Bacillus anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) AS PRODUCER OF ANTHRAX MICROORGANISM ANTIGEN Download PDF

Info

Publication number
RU2321628C1
RU2321628C1 RU2006122787/13A RU2006122787A RU2321628C1 RU 2321628 C1 RU2321628 C1 RU 2321628C1 RU 2006122787/13 A RU2006122787/13 A RU 2006122787/13A RU 2006122787 A RU2006122787 A RU 2006122787A RU 2321628 C1 RU2321628 C1 RU 2321628C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strain
protective antigen
anthrax
pub110pa
anthracis
Prior art date
Application number
RU2006122787/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталь Ивановна Микшис (RU)
Наталья Ивановна Микшис
Юрий Алексеевич Попов (RU)
Юрий Алексеевич Попов
вцева Ольга Михайловна Кудр (RU)
Ольга Михайловна Кудрявцева
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека ("РосНИПЧИ "Микроб")
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 Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека ("РосНИПЧИ "Микроб") filed Critical Федеральное государственное учреждение здравоохранения "Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека ("РосНИПЧИ "Микроб")
Priority to RU2006122787/13A priority Critical patent/RU2321628C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2321628C1 publication Critical patent/RU2321628C1/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnology, microbiology.
SUBSTANCE: invention proposes the recombinant strain B. anthrax STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) that produces the anthrax microorganism protective antigen. The strain is obtained by transformation of the strain B. anthrax STIΔT with hybrid plasmid pUB110PA-1 DNA and deposited in GK of pathogenic microorganisms "Mikrob" at number KM-96. The strain is characterized by stability of hybrid replicon and high level of production of the protective antigen representing the main component of chemical anthrax vaccines, and safety in using.
EFFECT: valuable biological properties of strain.
8 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в микробиологии, генетике, биохимии и производстве для получения протективного антигена Bacillus anthracis, являющегося основным компонентом химических сибиреязвенных вакцин и диагностических препаратов.The invention relates to biotechnology and can be used in microbiology, genetics, biochemistry and production to obtain the protective antigen Bacillus anthracis, which is the main component of chemical anthrax vaccines and diagnostic drugs.

Известны штаммы-продуценты сибиреязвенных антигенов: в России - штамм B. anthracis СТИ-1, в США - B. anthracis V770-NP1-R, в Англии - B. anthracis Sterne 34F2 [1]. Данные аттенуированные штаммы не содержат плазмиды капсулопродукции (рХO2), обуславливающей вирулентность штамма, но содержат плазмиду токсинообразования (рХO1), кодирующую синтез экзотоксина бинарного действия, состоящего из протективного антигена, отечного и летального факторов. Протективный антиген сибиреязвенного микроба обладает основным иммуногенным потенциалом и используется в производстве химических вакцин. Отечный и летальный факторы, взаимодействуя с протеолитически активированным протективным антигеном, образуют токсичные комплексы, запускающие патогенетические механизмы инфекционного процесса и обуславливающие специфическое повреждение тканей макроорганизма. Все компоненты сибиреязвенного токсина имеют очень близкие значения молекулярных масс (83-89 кДа), что является препятствием для их полного хроматографического разделения. Примеси отечного и летального факторов в препарате протективного антигена, выделенного из аттенуированных штаммов, отражаются на реактогенности изготовляемой на его основе химической вакцины. При использовании подобных средств для специфической профилактики людей нередко возникают побочные реакции в виде аллергии или даже некротических реакций на месте введения препарата.The strains producing anthrax antigens are known: in Russia - the B. anthracis STI-1 strain, in the USA - B. anthracis V770-NP1-R, in England - B. anthracis Sterne 34F 2 [1]. These attenuated strains do not contain a capsule production plasmid (pXO2), which determines the virulence of the strain, but contain a toxin-forming plasmid (pXO1) encoding a binary action exotoxin synthesis consisting of protective antigen, edematous and lethal factors. The protective antigen of the anthrax microbe has the main immunogenic potential and is used in the production of chemical vaccines. Edematous and lethal factors, interacting with a proteolytically activated protective antigen, form toxic complexes that trigger the pathogenetic mechanisms of the infectious process and cause specific damage to the tissues of the macroorganism. All components of anthrax toxin have very close molecular weight values (83-89 kDa), which is an obstacle to their complete chromatographic separation. Impurities of edematous and lethal factors in the preparation of a protective antigen isolated from attenuated strains are reflected in the reactogenicity of a chemical vaccine made on its basis. When using such drugs for specific prophylaxis of people, side reactions often occur in the form of an allergy or even necrotic reactions at the injection site.

С развитием генно-инженерных технологий стало возможным получение рекомбинантных штаммов, продуцирующих только протективный компонент сибиреязвенного токсина.With the development of genetic engineering technologies, it became possible to obtain recombinant strains that produce only the protective component of anthrax toxin.

Известны штаммы Escherichia coli HB101, содержащие клонированный ген синтеза протективного антигена (pag) в составе гибридных плазмид pSE24 и pSE36 [2] и штаммы E.coli JM103, содержащие клонированный ген pag в составе рРА1, рРА2 и рРА4 [3]. Гибридные репликоны сконструированы посредством встраивания по сайтам рестрикции BamH1 участка плазмиды рХO1, содержащего ген pag, в векторы pBR322 или pUC19 (для рРА2 и рРА4). Однако данные рекомбинантные плазмиды отличались нестабильностью при функционировании в клетках Е.coli и обеспечивали крайне низкие уровни синтеза протективного антигена. Количество биологически активного белкового продукта, выделяемого из соответствующих штаммов, не превышало 5-10 нг/мл культуры или 1-2 мкг/мл - в случае использования рРА2. Для сравнения продукция протективного антигена аттенуированным штаммом B. anthracis Sterne 34F2 составляет 15-20 мкг/мл.Known strains of Escherichia coli HB101 containing the cloned gene for the synthesis of protective antigen (pag) as part of the hybrid plasmids pSE24 and pSE36 [2] and strains of E. coli JM103 containing the cloned pag gene as part of pP1, pP2 and pP4 [3]. Hybrid replicons were constructed by inserting at the BamH1 restriction sites a region of the pXO1 plasmid containing the pag gene into the pBR322 or pUC19 vectors (for pPA2 and pPA4). However, these recombinant plasmids were unstable when functioning in E. coli cells and provided extremely low levels of synthesis of protective antigen. The amount of biologically active protein product isolated from the corresponding strains did not exceed 5-10 ng / ml of culture or 1-2 μg / ml in the case of using pPA2. For comparison, the production of protective antigen by an attenuated strain of B. anthracis Sterne 34F 2 is 15-20 μg / ml.

Известен штамм E.coli, в котором структурный ген синтеза протективного антигена клонирован под транскрипционным регулированием промотора фага Т5 [4]. Такой подход позволил существенно повысить уровень синтеза протективного антигена, однако и в этом случае количество полученного из рекомбинантного штамма протективного антигена не превысило значения 2 мкг/мл.A known E. coli strain in which the structural gene for the synthesis of protective antigen is cloned under transcriptional regulation of the T5 phage promoter [4]. This approach allowed us to significantly increase the level of synthesis of protective antigen, however, even in this case, the amount of protective antigen obtained from a recombinant strain did not exceed 2 μg / ml.

Известен штамм E.coli DH5α с клонированным геном pag, синтезирующий протективный антиген [5]. Увеличения выхода очищенного препарата протективного антигена до 125 мкг/мл удалось достичь с помощью оптимизации процесса культивирования в ферментере. Однако E.coli не является оптимальной моделью для клонирования протективного антигена сибиреязвенного микроба, что связано с внутриклеточным механизмом секреции данного белка. Преимущество представителей рода Bacillus в качестве бактериальных хозяев клонированной ДНК заключается в их способности к секретируемому синтезу белкового антигена. Процедура выделения протективного антигена из среды культивирования микроорганизма значительно менее трудоемка.Known E. coli strain DH5α with the cloned pag gene synthesizing a protective antigen [5]. An increase in the yield of the purified preparation of protective antigen to 125 μg / ml was achieved by optimizing the cultivation process in the fermenter. However, E. coli is not an optimal model for cloning the protective antigen of the anthrax microbe, which is associated with the intracellular secretion mechanism of this protein. The advantage of representatives of the genus Bacillus as bacterial hosts of cloned DNA lies in their ability to secrete the synthesis of protein antigen. The procedure for isolating a protective antigen from a culture medium of a microorganism is much less laborious.

Известны штаммы B. subtilis IS53, несущие гибридные плазмиды рРА101 и рРА102 с включенным в их состав геном pag и продуцирующие в среду культивирования протективный антиген в количестве 20,5-41,9 мкг/мл [6]. Авторы использовали BamH1 фрагмент ДНК рХO1, содержащий ген синтеза протективного антигена, из гибридной плазмиды pSE36, сконструированной М.Vodkin и S.Leppla, встроив его в мультикопийный бациллярный вектор pUB110. Рестрикционный анализ плазмид рРА101 (7,8 т.п.н.) и рРА102 (6,1 т.п.н.), выделенных из рекомбинантных культур, выявил наличие у них обширных делеций в области негативной регуляции pagR. Однако штаммы были получены на основе реципиента, обладающего высокой активностью протеолитических ферментов. Синтезируемый рекомбинантными штаммами протективный антиген сибиреязвенного микроба под действием бациллярных протеаз частично деградировал, что приводило к значительным потерям белкового продукта во время его выделения и очистки. Кроме того, гибридные плазмиды рРА101 и рРА102 в данной экспрессирующей системе были нестабильными.B. subtilis IS53 strains are known that carry the hybrid plasmids pPA101 and pPA102 with the pag gene included and produce protective antigen in the culture medium in an amount of 20.5–41.9 μg / ml [6]. The authors used a BamH1 pXO1 DNA fragment containing the gene for protective antigen synthesis from the hybrid plasmid pSE36 constructed by M. Vodkin and S. Leppla, inserting it into the multicopy bacillary vector pUB110. Restriction analysis of plasmids pPA101 (7.8 kbp) and pP102 (6.1 kbp) isolated from recombinant cultures revealed the presence of extensive deletions in the field of negative regulation of pagR. However, the strains were obtained on the basis of a recipient with high activity of proteolytic enzymes. The protective antigen of the anthrax microbe synthesized by recombinant strains under the action of bacillary proteases partially degraded, which led to significant losses of the protein product during its isolation and purification. In addition, the hybrid plasmids pPA101 and pPA102 in this expression system were unstable.

Известен штамм B. subtilis WB600, содержащий дериват плазмиды рРА101-pPA101-1 [7, 8]. В репликоне pPA101-1, в отличие от исходного варианта, делегирован участок размером 1,7 т.п.н., в результате чего плазмида приобрела сходство с полученной В.Ivins и S.Welkos рРА102. Сравнение нуклеотидных последовательностей pPA101-1 и рРА102 выявило различие лишь в одном кодоне. В рецепиентном штамме B. subtilis WB600, дефектном по синтезу 6 протеаз, авторы индуцировали мутации в регуляторной системе B. subtilis - генах ccpA и abrB. Это привело к увеличению продукции протективного антигена в 3 и 8 раз, соответственно. Выход очищенного ПА из сконструированного рекомбинантного штамма составил 7 мкг/мл. В 2001 г. авторами получен патент на метод получения протективного антигена из штамма B. subtilis WB600 рРА101-1 [9]. Однако усовершенствование экспрессирующей системы в этом случае происходило за счет множественных мутаций в хромосомных генах. Это не всегда благоприятно сказывается на жизнеспособности и стабильности микроорганизма, предполагаемого к использованию в условиях масштабируемого производства.A known B. subtilis strain WB600 containing the plasmid derivative pRA101-pPA101-1 [7, 8]. In the replicon pPA101-1, in contrast to the initial variant, a 1.7 kbp region was delegated, as a result of which the plasmid acquired similarities with the obtained B. Ivins and S. Welkos pP102. Comparison of the nucleotide sequences of pPA101-1 and pPA102 revealed a difference in only one codon. In the B. subtilis WB600 recipient strain defective in the synthesis of 6 proteases, the authors induced mutations in the B. subtilis regulatory system — ccpA and abrB genes. This led to an increase in the production of protective antigen by 3 and 8 times, respectively. The yield of purified PA from the constructed recombinant strain was 7 μg / ml. In 2001, the authors obtained a patent for a method for producing protective antigen from B. subtilis strain WB600 pRA101-1 [9]. However, the improvement of the expression system in this case was due to multiple mutations in the chromosomal genes. This does not always favorably affect the viability and stability of the microorganism, intended for use in conditions of scalable production.

Известны штаммы B. subtilis DB104, содержащие гибридные плазмиды рРА3 и рРА10 [3]. Авторы встроили BamH1 фрагменты плазмид рРА2 и рРА4, содержащие ген pag, в бирепликонный вектор pOLYA15. Гибридные репликоны при функционировании в клетках B. subtilis DB104 обеспечивали продукцию протективного антигена на уровне 20 мкг/мл. Однако максимальный выход протективного антигена достигался только на определенном, сравнительно кратковременном этапе стационарной фазы роста культуры, после чего наблюдалось быстрое разрушение белка накапливающимися протеазами.Known strains of B. subtilis DB104 containing the hybrid plasmids pRA3 and pRA10 [3]. The authors inserted BamH1 fragments of plasmids pPA2 and pPA4 containing the pag gene into the bireplicon vector pOLYA15. Hybrid replicons, when functioning in B. subtilis DB104 cells, provided the production of protective antigen at a level of 20 μg / ml. However, the maximum yield of protective antigen was achieved only at a certain, relatively short-term stage of the stationary phase of culture growth, after which rapid protein breakdown by accumulating proteases was observed.

Известны штаммы B. anthracis ΔSterne и B. anthracis ΔANR с гибридными плазмидами pJB1, pJB2 и pJB3, способными реплицироваться в грам+ и грам- бактериях [10]. Бирепликонные (pBLKSPPA + pUB110 или рС194) векторы содержали в своем составе последовательности, кодирующие протективный антиген сибиреязвенного микроба, однако его экспрессия в клетках B. anthracis была невысокой и, в зависимости от ориентации гена pag, варьировала в пределах от 2,7 до 21 мкг/мл.B. anthracis ΔSterne and B. anthracis ΔANR strains with hybrid plasmids pJB1, pJB2 and pJB3 capable of replicating in gram + and gram bacteria are known [10]. Bireplicon (pBLKSPPA + pUB110 or pC194) vectors contained sequences encoding the protective antigen of the anthrax microbe, however, its expression in B. anthracis cells was low and, depending on the orientation of the pag gene, varied from 2.7 to 21 μg / ml

Создание стабильных генетических конструкций с высокой продукцией протективного антигена сибиреязвенного микроба неизбежно сталкивается с преодолением трудностей, возникающих из-за ограничения экспрессии гена pag за счет слабого собственного промотора, наличия позитивного (atxA) и негативного (pagR) регуляторов в составе плазмиды pXO1.The creation of stable genetic constructs with high production of the protective antigen of the anthrax microbe is inevitably confronted with overcoming the difficulties arising from the limitation of pag gene expression due to the weak intrinsic promoter, the presence of positive (atxA) and negative (pagR) regulators in the pXO1 plasmid.

Известны штаммы B. anthracis MASC-10 и B. subtilis WB600 с клонированным структурным геном pagA под сильным α-амилазным промотором [11]. Они сконструированы на основе реципиентов B. anthracis M770-NP1-R и B. subtilis WB600, обладающих низкой активностью протеолитических ферментов. Уровни продукции протективного антигена рекомбинантными штаммами достигали значений 100-120 мкг/мл. Авторы сообщают о стабильности данных генно-инженерных штаммов. Однако попытки дальнейшего их усовершенствования за счет использования еще более мощных промоторов не увенчались успехом [13]. Гиперсекреция протективного апнтигена, с одной стороны, сопровождалась нестабильностью гибридных плазмид, с другой - вела к «секретируемому стрессу», выражающемуся в значительном снижении выработки антител к протективному антигену при иммунизации лабораторных животных.The B. anthracis MASC-10 and B. subtilis WB600 strains with the cloned pagA structural gene under the strong α-amylase promoter are known [11]. They are designed on the basis of recipients B. anthracis M770-NP1-R and B. subtilis WB600, which have low activity of proteolytic enzymes. The levels of production of protective antigen by recombinant strains reached values of 100-120 μg / ml. The authors report the stability of these genetically engineered strains. However, attempts to further improve them through the use of even more powerful promoters were unsuccessful [13]. Hypersecretion of protective antigen, on the one hand, was accompanied by instability of hybrid plasmids, on the other hand, it led to “secreted stress”, which manifested itself in a significant decrease in the production of antibodies to the protective antigen during immunization of laboratory animals.

Задачей изобретения является конструирование безопасного рекомбинантного бациллярного штамма, сохраняющего свойства при хранении и культивировании и обладающего высоким уровнем продукции протективного антигена сибиреязвенного микроба.The objective of the invention is the construction of a safe recombinant bacillary strain that retains properties during storage and cultivation and has a high level of production of protective antigen of anthrax microbe.

Сущность изобретения заключается в получении стабильного рекомбинантного штамма-продуцента протективного антигена сибиреязвенного микроба.The essence of the invention is to obtain a stable recombinant strain producing a protective antigen of anthrax microbe.

Заявляемый штамм создан на основе бесплазмидного производного B. anthracis СТИΔТ (номер в Государственной коллекции патогенных бактерий "Микроб", Саратов - КМ56 (1), авторы: Болотникова М.Ф., Степанов А.С.), полученного в результате температурной элиминации плазмиды рХO1 из вакцинного штамма B. anthracis СТИ-1. Гибридная плазмида pUB110РА-1, содержащая ген синтеза протективного антигена, введена в реципиентный штамм с помощью электростимулируемой трансформации. Плазмида pUB110РА-1 является дериватом плазмиды pUB110PA, сконструированной нами посредством встраивания участка плазмиды рХO1, содержащего ген pag, в мультикопийный вектор pUB110 по сайгам рестрикции BamH1.The inventive strain was created on the basis of the plasmid-free derivative B. anthracis STIΔT (number in the State collection of pathogenic bacteria "Microbe", Saratov - KM56 (1), authors: Bolotnikova MF, Stepanov AS), obtained as a result of the temperature elimination of the plasmid pXO1 from the vaccine strain B. anthracis STI-1. The hybrid plasmid pUB110PA-1, containing the gene for the synthesis of protective antigen, was introduced into the recipient strain using electrostimulated transformation. Plasmid pUB110PA-1 is a derivative of plasmid pUB110PA, which we constructed by inserting a region of pXO1 plasmid containing the pag gene into the multicopy vector pUB110 on BamH1 restriction saigas.

Сконструированный штамм получил обозначение B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110РА-1) и депонирован в Государственной коллекции патогенных бактерий "Микроб" (Саратов) под номером КМ96.The constructed strain was designated B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110RA-1) and deposited in the State collection of pathogenic bacteria "Microbe" (Saratov) under the number KM96.

Морфологические признаки: неподвижные, грамположительные, образующие споры палочки, капсулы не имеют.Morphological signs: motionless, gram-positive, spore-forming rods, capsules do not.

Культуральные признаки: штамм при высеве на твердых питательные среды образует колонии с шероховатой поверхностью и неровным краем (в R-форме); при высеве в питательный бульон - конгломерат клеток в виде комочка ваты на фоне прозрачной среды.Cultural traits: the strain, when plated on solid nutrient media, forms colonies with a rough surface and an uneven edge (in the R-form); when plated in a nutrient broth - a conglomerate of cells in the form of a lump of cotton wool on a background of a transparent medium.

Резистентность к антибиотикам: рекомбинантный штамм резистентен к канамицину. Селективная концентрация антибиотика 25 мкг/мл.Antibiotic Resistance: The recombinant strain is resistant to kanamycin. A selective antibiotic concentration of 25 μg / ml.

Антигенные свойства - штамм содержит основной иммуногенный антиген сибиреязвенного микроба - протективный антиген, а также споровые и поверхностные антигены.Antigenic properties - the strain contains the main immunogenic antigen of the anthrax microbe - a protective antigen, as well as spore and surface antigens.

Биохимическая активность штамма и другие свойства: для штамма характерна низкая активность протеолитических ферментов. Штамм синтезирует протективный антиген, вызывающий формирование специфических иммунологических реакций в живом организме. На основании экспериментальных данных установлено, что уровень продукции протективного антигена сконструированным штаммом в 4-6 раз превышает продукцию протективного антигена контрольным вакцинным штаммом B. anthracis СТИ-1.Biochemical activity of the strain and other properties: the strain is characterized by low activity of proteolytic enzymes. The strain synthesizes a protective antigen that causes the formation of specific immunological reactions in a living organism. Based on experimental data, it was found that the level of production of protective antigen by the constructed strain is 4-6 times higher than the production of protective antigen by the control vaccine strain B. anthracis STI-1.

Плазмидный состав: в геноме сконструированного штамма отсутствуют собственные плазмиды рХO1 и рХO2. Штамм содержит гибридную плазмиду pUB110PA-1 с включенным в ее состав геном pag, детерминирующим синтез протективного антигена сибиреязвенного микроба. Размер гибридного репликона 6,5 т.п.н. Плазмида pUB110PA-1 содержит по одному сайту для ферментов Bam HI, Hind III, и два - для Eco RI. В делегированной области оказалось по одному сайту для Bam HI и Hind III. Гибридный репликон несет также детерминанту устойчивости к канамицину.Plasmid composition: the genome of the constructed strain lacks its own plasmids pXO1 and pXO2. The strain contains a hybrid plasmid pUB110PA-1 with the pag gene included in its composition, which determines the synthesis of the protective antigen of the anthrax microbe. The size of the hybrid replicon is 6.5 kb. Plasmid pUB110PA-1 contains one site for Bam HI, Hind III, and two for Eco RI. In the delegated area, there was one site for Bam HI and Hind III. A hybrid replicon also carries the determinant of kanamycin resistance.

Патогенные и иммуногенные свойства: рекомбинантный штамм вследствие отсутствия в его геноме основных детерминантов патогенности: капсулы, отечного и летального факторов, не может вызывать развитие инфекционного процесса в восприимчивом макроорганизме. В экспериментах на лабораторных животных установлены значения LD50 для мышей линии BALB/c >3×108, для морских свинок >5×108; и значения индексов иммунитета: для мышей линии BALB/c - 100,0, для морских свинок - 25117,4.Pathogenic and immunogenic properties: a recombinant strain due to the absence in its genome of the main determinants of pathogenicity: capsules, edematous and lethal factors, cannot cause the development of an infectious process in a susceptible macroorganism. In experiments on laboratory animals, LD 50 values were established for BALB / c mice> 3 × 10 8 , for guinea pigs> 5 × 10 8 ; and values of immunity indices: for BALB / c mice - 100.0, for guinea pigs - 25117.4.

Отличительные свойства штамма B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1):Distinctive properties of the strain B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1):

- наличие гибридной плазмиды pUB110PA-1 с включенным в ее состав геном pag, детерминирующим синтез основного иммуногена сибиреязвенного микроба - протективного антигена;- the presence of a hybrid plasmid pUB110PA-1 with the pag gene included in its composition, which determines the synthesis of the main immunogen of the anthrax microbe - a protective antigen;

- отсутствие собственных плазмид B. anthracis: рХO1, детерминирующей синтез отечного и летального токсинов, и рХO2, детерминирующей синтез капсулы - основных факторов патогенности сибиреязвенного микроба;- lack of native plasmids B. anthracis: pXO1, which determines the synthesis of edematous and lethal toxins, and pXO2, which determines the synthesis of capsules - the main pathogenicity factors of the anthrax microbe;

- высокий уровень продукции (около 70-80 мкг/мл) протективного антигена сибиреязвенного микроба, являющегося компонентом химических вакцин;- a high level of production (about 70-80 μg / ml) of the protective antigen of the anthrax microbe, which is a component of chemical vaccines;

- низкая активность протеолитических ферментов, разрушающих протективный антиген в процессе выделения и очистки;- low activity of proteolytic enzymes that destroy the protective antigen in the process of isolation and purification;

- стабильность гибридной плазмиды при хранении штамма, культивировании на питательных средах и после пассажей через организм лабораторных животных.- the stability of the hybrid plasmid during storage of the strain, cultivation on nutrient media and after passages through the body of laboratory animals.

Возможность использования штамма иллюстрируется примером 1.The possibility of using the strain is illustrated by example 1.

Пример 1 - выделение и очистка протективного антигена из рекомбинантного штамма B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1).Example 1 - isolation and purification of protective antigen from a recombinant strain of B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1).

Суточную агаровую культуру штамма B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1) засевают в 5 л L-бульона с добавлением канамицина - 25 мкг/мл; выращивают при температуре 37°С с аэрацией 18 часов. После инкубации добавляют ингибитор протеаз (до 1 ммоль ЭДТА) и фильтруют через мембранные фильтры (Millipore, США) с диаметром пор 0,22 мкм. Охлажденный фильтрат концентрируют в 10 раз на установке "Амикон" (США) с картриджем (Millipore, США) с пределом исключения белков с молекулярной массой 30 кДа и диализуют 18 часов против 10 объемов буфера, содержащего 25 ммоль диэтаноламина, 50 ммоль NaCl, 2 ммоль ЭДТА, 30 ммоль KCl (рН 8,9). После диализа осуществляют ионобменную хроматографию препарата на колонке с Macro Prep 50Q (Bio-Rad, США). Затем вновь концентрируют в 10 раз на установке "Амикон", диализуют при тех же условиях и фильтруют через мембранные фильтры. Полученный препарат доочищают с использованием гель фильтрации на Sephacryl 300HR (Sigma-Aldrich, США). Образцы хранят при температуре минус 70°С. Из 5 л бульонной культуры получается около 400 мкг очищенного препарата протективного антигена.The daily agar culture of strain B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) is seeded in 5 L of L-broth with the addition of kanamycin - 25 μg / ml; grown at a temperature of 37 ° C with aeration of 18 hours. After incubation, a protease inhibitor (up to 1 mmol EDTA) is added and filtered through membrane filters (Millipore, USA) with a pore diameter of 0.22 μm. The cooled filtrate was concentrated 10 times on an Amicon installation (USA) with a cartridge (Millipore, USA) with a protein exclusion limit of 30 kDa and dialyzed for 18 hours against 10 volumes of a buffer containing 25 mmol of diethanolamine, 50 mmol of NaCl, 2 mmol EDTA, 30 mmol KCl (pH 8.9). After dialysis, ion exchange chromatography of the preparation is carried out on a Macro Prep 50Q column (Bio-Rad, USA). Then it is again concentrated 10 times on the Amikon installation, dialyzed under the same conditions and filtered through membrane filters. The resulting preparation was further purified using Sephacryl 300HR gel filtration (Sigma-Aldrich, USA). Samples stored at a temperature of minus 70 ° C. About 400 μg of purified preparation of antigen is obtained from 5 l of broth culture.

Основные свойства рекомбинантного штамма, экспрессия клонированного гена pag и стабильность гибридной плазмиды pUB110PA-1 иллюстрируются следующими примерами:The main properties of the recombinant strain, the expression of the cloned pag gene and the stability of the hybrid plasmid pUB110PA-1 are illustrated by the following examples:

Пример 2 - скрининг плазмидных ДНК.Example 2 - screening for plasmid DNA.

Культуру рекомбинантного штамма B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1) выращивают 16 часов в BHI-бульоне с добавлением 0,4% глицерина и канамицина (25 мкг/мл) с аэрацией при температуре 37°С. Клетки осаждают центрифугированием при скорости вращения ротора 10000 об/мин и суспендируют в 100 мкл Е-буфера (0,04 М трис-ОН; 0,002М ЭДТА; 15% сахароза, рН 7,9), хорошо перемешивают и добавляют 200 мкл лизирующего буфера (0,05М трис-ОН; 15% сахароза; SDS - 0,03 г/мл в 5N NaOH). Смесь инкубируют на водяной бане при температуре 60°С в течение 30 минут, после чего помещают в ледяную баню на 10 минут и добавляют 50 мкл охлажденного 2М Трио-ОН, а затем 600 мкл охлажденного фенол-хлороформа (1:1), осторожно переворачивают не менее 40 раз. Переносят все содержимое в центрифужные пробирки и центрифугируют в течение 30 минут при скорости вращения ротора 10000 об/мин и температуре 5°С. Отбирают верхнюю жидкую фазу и хранят при температуре 4°С.The culture of the recombinant strain B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) is grown for 16 hours in BHI broth with the addition of 0.4% glycerol and kanamycin (25 μg / ml) with aeration at a temperature of 37 ° C. Cells are pelleted by centrifugation at a rotor speed of 10,000 rpm and suspended in 100 μl of E-buffer (0.04 M Tris-OH; 0.002 M EDTA; 15% sucrose, pH 7.9), mix well and add 200 μl of lysis buffer (0.05 M Tris-OH; 15% sucrose; SDS - 0.03 g / ml in 5N NaOH). The mixture is incubated in a water bath at 60 ° C for 30 minutes, then placed in an ice bath for 10 minutes and 50 μl of chilled 2M Trio-OH are added, then 600 μl of chilled phenol-chloroform (1: 1) are carefully turned at least 40 times. Transfer all contents to centrifuge tubes and centrifuge for 30 minutes at a rotor speed of 10,000 rpm and a temperature of 5 ° C. The upper liquid phase is taken and stored at 4 ° C.

Препараты плазмидных ДНК и маркеры молекулярных масс (MBI Fermentas) вносят в лунки 0,7% агарозного геля и проводят электрофорез в 0,089 М трис-боратном буфере при силе тока 80 мА в течение 90 минут. По окончании электрофореза гель окрашивают раствором бромистого этидия в концентрации 0,5 мкг/мл в течение 20 минут. Визуализацию ДНК проводят с использованием источника ультрафиолетового света и регистрируют с помощью системы гель-документирования ViTran (ДНК-технология, Россия).Plasmid DNA preparations and molecular weight markers (MBI Fermentas) were added to the wells of 0.7% agarose gel and electrophoresis was performed in 0.089 M Tris-borate buffer at a current strength of 80 mA for 90 minutes. At the end of electrophoresis, the gel is stained with a solution of ethidium bromide at a concentration of 0.5 μg / ml for 20 minutes. DNA is visualized using an ultraviolet light source and recorded using the ViTran gel documentation system (DNA technology, Russia).

На электрофореграмме образца ДНК, выделенного из тестируемого рекомбинантного штамма B. anthracis КМ96, отмечают отсутствие собственных плазмид сибиреязвенного микроба рХO1 и рХO2 и присутствие гибридной плазмиды pUB110РА-1 на уровне миграции молекулярного маркера около 6,5 т.п.н.On the electrophoregram of a DNA sample isolated from the tested recombinant strain B. anthracis KM96, the absence of their own plasmids of the anthrax microbe pXO1 and pXO2 and the presence of the hybrid plasmid pUB110PA-1 at the level of molecular marker migration of about 6.5 kb were noted.

Пример 3 - определение протеолитической активности рекомбинантного штамма.Example 3 - determination of the proteolytic activity of a recombinant strain.

Культуру рекомбинантного - B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1) и контрольного - B. anthracis Sterne 34F2 штаммов высевают уколом на поверхность специальной среды, содержащей (г/л): бакто-агар - 15,0; дрожжевой экстракт - 4,0; казеин - 2,0; трис-HCl - 1,21; K2HPO4 - 0,5; MnSO4·H2O - 0,03; MgSO4·7H2O - 0,4; CaCl2 - 0,08; ZnSO4·7Н2О - 0,005; CuSO4·5H2O - 0,005; (NH4)2SO4 - 2,0; и выращивают в термостате при температуре 37°С в течение 24 часов. Оценивают ширину зоны просветления вокруг колоний.The culture of the recombinant - B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) and the control - B. anthracis Sterne 34F 2 strains are seeded by injection on the surface of a special medium containing (g / l): bacto-agar - 15.0; yeast extract - 4.0; casein - 2.0; Tris-HCl - 1.21; K 2 HPO 4 - 0.5; MnSO 4 · H 2 O - 0.03; MgSO 4 · 7H 2 O — 0.4; CaCl 2 - 0.08; ZnSO 4 · 7H 2 O — 0.005; CuSO 4 · 5H 2 O - 0.005; (NH 4 ) 2 SO 4 - 2.0; and grown in a thermostat at a temperature of 37 ° C for 24 hours. Estimate the width of the enlightenment zone around the colonies.

Вокруг колоний рекомбинантного штамма B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1) зоны протеолитической деградации белковых субстратов не превышают 1 мм. Вокруг колоний контрольного штамма, с высокой активностью протеолитических ферментов, на мутном фоне среды образуются зоны просветления шириной до 10 мм.Around the colonies of the recombinant strain B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1), the zones of proteolytic degradation of protein substrates do not exceed 1 mm. Around the colonies of the control strain, with high activity of proteolytic enzymes, enlightenment zones up to 10 mm wide are formed against a cloudy background of the medium.

Пример 4 - определение экспрессии клонированного гена pag на основании реакции преципитации на среде с сибиреязвенным γ-глобулином или антителами к протективному антигену.Example 4 - determination of the expression of the cloned pag gene based on the precipitation reaction on a medium with anthrax γ-globulin or antibodies to a protective antigen.

Изолированные колонии с суточных агаровых культур рекомбинантного и контрольного вакцинного штаммов переносят уколом на полусинтетическую среду, содержащую (мг/л): CaCl2·2H2O - 14,7; MgSO4·7H2O - 9,8; MnSO4·H2O - 0,85; КН2PO4 - 680,0; К2HPO4 - 871,0; аденин - 2,1; урацил - 1,4; L-триптофан - 52,0; L-цистин - 12,0; глицин - 15,0; тиамин-гидрохлорид - 10,0; казаминовые кислоты - 3,6 (рН 6,9); в которую добавляют (г/л): агарозу - 7,5; глюкозу - 20,0; бикарбонат натрия - 72,0 и канамицин (для рекомбинантного штамма) - 25 мкг/мл. Непосредственно во время розлива чашек Петри вносят (мл/25 мл среды): нормальную лошадиную сыворотку - 0,6; сибиреязвенный γ-глобулин - 1,0 или кроличьи антитела к протективному антигену - 2,0. Инкубируют в атмосфере СО2 в течение 18 часов при температуре 37°С. Результаты регистрируют в проходящем свете, отмечая ширину зон преципитации вокруг посевов уколом.Isolated colonies from daily agar cultures of the recombinant and control vaccine strains were transferred by injection to a semisynthetic medium containing (mg / L): CaCl 2 · 2H 2 O - 14.7; MgSO 4 · 7H 2 O — 9.8; MnSO 4 · H 2 O - 0.85; KH 2 PO 4 - 680.0; K 2 HPO 4 - 871.0; adenine - 2.1; uracil - 1.4; L-tryptophan - 52.0; L-cystine - 12.0; glycine - 15.0; thiamine hydrochloride - 10.0; casamic acids - 3.6 (pH 6.9); to which add (g / l): agarose - 7.5; glucose - 20.0; sodium bicarbonate - 72.0 and kanamycin (for the recombinant strain) - 25 μg / ml. Directly during the filling of Petri dishes make (ml / 25 ml of medium): normal horse serum - 0.6; anthrax γ-globulin - 1.0 or rabbit antibodies to a protective antigen - 2.0. Incubated in an atmosphere of CO 2 for 18 hours at a temperature of 37 ° C. The results are recorded in transmitted light, noting the width of the precipitation zones around the crops by injection.

Ширина зоны преципитации у рекомбинантного штамма B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1) составляет около 5,0 мм, у контрольного вакцинного штамма B. anthracis СТИ-1 - 1,5 мм.The width of the precipitation zone in the recombinant strain of B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) is about 5.0 mm, in the control vaccine strain B. anthracis STI-1 - 1.5 mm.

Пример 5 - определение экспрессии клонированного гена pag на основании исследования белкового состава культуральных фильтратов.Example 5 - determination of the expression of the cloned pag gene based on the study of the protein composition of the culture filtrates.

Суточные агаровые культуры тестируемого и контрольного штаммов засевают в 5 мл бульона, содержащего (г/л): триптон - 33,0; дрожжевой экстракт - 20,0; L-гистидин - 2,0; NaCl - 7,4; Na2HPO4 - 8,0; КН2PO4 - 4,0 (рН 7,4). В готовую среду добавляют бикарбонат натрия - 7,2 г/л и канамицин (для рекомбинантного штамма) - 25 мкг/мл. Культуры выращивают на ротационной качалке при 37°С 18 часов, затем центрифугируют при скорости вращения ротора 10000 об/мин и температуре 5°С в течение 30 минут. Супернатант фильтруют через мембранные фильтры (Millipore, США) с диаметром пор 0,22 мкм и концентрируют с использованием центриконов-30. После центрифугирования при скорости вращения ротора 13000 об/мин в течение 10 минут надосадочную жидкость удаляют, а осадок разводят буфером для электрофореза, содержащим 0,125 моль Трис-HCl, 4% SDS, 20% глицерола, 2% 2-меркаптоэтанола, 0,03 мМоль бромфенола синего (рН 6,8). Образцы по 15 мкл вносят в лунки 10% полиакриламидного геля. Для определения электрофоретической подвижности используют коммерческие маркеры молекулярных масс (Sigma, США). Электрофорез осуществляют в вертикальной камере (Amersham, США) при силе тока 70 мА в течение 5 часов. Полиакриламидные гели окрашивают по инструкции фирмы Amersham и сканируют.Daily agar cultures of the test and control strains were seeded in 5 ml of broth containing (g / l): tryptone - 33.0; yeast extract - 20.0; L-histidine 2.0; NaCl - 7.4; Na 2 HPO 4 - 8.0; KH 2 PO 4 - 4.0 (pH 7.4). Sodium bicarbonate - 7.2 g / l and kanamycin (for the recombinant strain) - 25 μg / ml are added to the finished medium. The cultures are grown on a rotary shaker at 37 ° C for 18 hours, then centrifuged at a rotor speed of 10,000 rpm and a temperature of 5 ° C for 30 minutes. The supernatant is filtered through membrane filters (Millipore, USA) with a pore diameter of 0.22 μm and concentrated using centricones-30. After centrifugation at a rotor speed of 13000 rpm for 10 minutes, the supernatant is removed and the precipitate is diluted with electrophoresis buffer containing 0.125 mol of Tris-HCl, 4% SDS, 20% glycerol, 2% 2-mercaptoethanol, 0.03 mmol bromphenol blue (pH 6.8). Samples of 15 μl contribute to the wells of 10% polyacrylamide gel. To determine the electrophoretic mobility, commercial molecular weight markers are used (Sigma, USA). Electrophoresis is carried out in a vertical chamber (Amersham, USA) at a current of 70 mA for 5 hours. Polyacrylamide gels are stained according to Amersham's instructions and scanned.

В концентрированных культуральных фильтратах штаммов B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1) и B. anthracis СТИ-1 (контроль) присутствует белок с электрофоретической подвижностью, установленной для протективного антигена (83 кДа). На основании интенсивности полос, соответствующих протективному антигену, продукция данного белка штаммом B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1) в несколько раз превосходит продукцию протективного антигена вакцинным штаммом B. anthracis СТИ-1.The concentrated culture filtrates of B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) and B. anthracis STI-1 strains (control) contain a protein with electrophoretic mobility established for the protective antigen (83 kDa). Based on the intensity of the bands corresponding to the protective antigen, the production of this protein by B. anthracis strain STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) is several times higher than the production of protective antigen by the vaccine strain B. anthracis STI-1.

Пример 6 - определение экспрессии клонированного гена pag на основании результатов иммуноблота с антителами к протективному антигену.Example 6 - determination of the expression of the cloned pag gene based on the results of an immunoblot with antibodies to a protective antigen.

Приготовление культуральных фильтратов тестируемых штаммов и белковый электрофорез осуществляют как описано выше (см. пример 5). Перенос белков на нитроцеллюлозную мембрану (Hybond-C, Amersham, США) проводят при силе тока 0,4 А и напряжении 100 В в течение 1 часа. После переноса мембрану отмывают в течение 10 минут в буфере (TBS), содержащем 20 мМ трис-ОН, 500 мМ NaCl (pH 7,5), и инкубируют в течение 1 часа в блокирующем растворе, содержащем 1% бычий сывороточный альбумин (БСА) в TBS. Затем мембрану выдерживают дважды по 10 минут в буфере (TTBS), содержащем 0,05% твин-20 в TBS (pH 7,5). Инкубацию мембраны со специфическими антителами к протективному антигену в разведении 1:2000 проводят в течение 1,5 часов, после чего дважды по 10 минут отмывают в TTBS. Взаимодействие с мечеными пероксидазой иммуноглобулинами диагностическими против кроличьих иммуноглобулинов (Sigma, США) в разведении 1:2000 осуществляют в течение 2 часов. После инкубации мембрану выдерживают дважды по 10 минут в TTBS и один раз в TBS. Окрашивание проводят раствором диаминобензидина в течение 30 минут.Preparation of culture filtrates of the tested strains and protein electrophoresis is carried out as described above (see example 5). The transfer of proteins to the nitrocellulose membrane (Hybond-C, Amersham, USA) is carried out at a current strength of 0.4 A and a voltage of 100 V for 1 hour. After transfer, the membrane is washed for 10 minutes in buffer (TBS) containing 20 mM Tris-OH, 500 mM NaCl (pH 7.5) and incubated for 1 hour in a blocking solution containing 1% bovine serum albumin (BSA) in TBS. Then the membrane is kept twice for 10 minutes in buffer (TTBS) containing 0.05% tween-20 in TBS (pH 7.5). Incubation of the membrane with specific antibodies to the protective antigen at a dilution of 1: 2000 is carried out for 1.5 hours, after which it is washed twice in TTBS. Interaction with peroxidase-labeled immunoglobulins diagnostic against rabbit immunoglobulins (Sigma, USA) at a 1: 2000 dilution is carried out for 2 hours. After incubation, the membrane was incubated twice for 10 minutes in TTBS and once in TBS. Staining is carried out with a solution of diaminobenzidine for 30 minutes.

В результате на уровне, соответствующем электрофоретической подвижности для белка с молекулярной массой 83 кДа, отмечается специфическое взаимодействие с антителами к протективному антигену. Взаимодействие белков культуральных фильтратов со специфическими антителами к протективному антигену происходит интенсивнее у рекомбинантного штамма.As a result, at a level corresponding to electrophoretic mobility for a protein with a molecular weight of 83 kDa, a specific interaction with antibodies to a protective antigen is noted. The interaction of proteins of culture filtrates with specific antibodies to a protective antigen occurs more intensively in a recombinant strain.

Пример 7 - сравнение уровней продукции протективного антигена рекомбинантным и контрольным штаммами с использованием дот-анализа.Example 7 - comparison of production levels of protective antigen by recombinant and control strains using dot analysis.

Препараты культуральных фильтратов готовят как описано выше (см. пример 5) и наносят по 3 мкл в двукратных разведениях на нитроцеллюлозную мембрану Hybond-C (Amersham, США), инкубируют в течение 1 часа в блокирующем растворе, содержащем 1% БСА в TBS. Мембрану отмывают в буфере TTBS и инкубируют в течение 1 часа с кроличьими антителами к протективному антигену в разведении 1:100, затем в течение того же промежутка времени с мечеными пероксидазой антителами диагностическими против кроличьих иммуноглобулинов (Sigma, США) в разведении 1:2000. После 15 минут отмывки в буфере TTBS окрашивают раствором диаминобензидина в течение 30 минут.Cultural filtrate preparations were prepared as described above (see Example 5) and applied 3 μl in double dilutions on a Hybond-C nitrocellulose membrane (Amersham, USA), incubated for 1 hour in a blocking solution containing 1% BSA in TBS. The membrane is washed in TTBS buffer and incubated for 1 hour with rabbit antibodies to the protective antigen at a dilution of 1: 100, then for the same period of time with peroxidase-labeled antibodies diagnostic against rabbit immunoglobulins (Sigma, USA) at a dilution of 1: 2000. After 15 minutes, washing in TTBS buffer was stained with diaminobenzidine solution for 30 minutes.

По результатам дот-анализа рекомбинантный штамм B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110РА-1) продуцирует протективного антигена в 4-6 раз больше, чем контрольный вакцинный штамм B. anthracis СТИ-1.According to the results of dot analysis, the recombinant strain B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110RA-1) produces 4-6 times more protective antigen than the control vaccine strain B. anthracis STI-1.

Пример 8 - определение стабильности гибридной плазмиды in vitro.Example 8 - determination of the stability of a hybrid plasmid in vitro.

Культуру рекомбинантного штамма выращивают в бульоне под селективным давлением (10 мкг/мл канамицина) до середины логарифмической фазы. Затем разводят 1:100 средой без антибиотиков и продолжают выращивать до конца логарифмической фазы. Через 10-12 подобных чередующихся пассажей клеточную суспензию разбавляют средой для споруляции, не содержащей антибиотики, и инкубируют 3-е суток до образования спор. Споровую взвесь прогревают при температуре 65°С, высевают на агаровую среду до изолированных колоний. По 100 клонов переносят методом реплик параллельно на среды с добавлением антибиотика и без селективного давления. Подсчитывают процент клонов, выросших на чашках с селективной средой.The culture of the recombinant strain is grown in broth under selective pressure (10 μg / ml kanamycin) until the middle of the logarithmic phase. Then diluted 1: 100 medium without antibiotics and continue to grow until the end of the logarithmic phase. After 10-12 such alternating passages, the cell suspension is diluted with antibiotic-free sporulation medium and incubated for 3 days until spores form. Spore suspension is heated at a temperature of 65 ° C, seeded on agar medium to isolated colonies. 100 clones are transferred by replica method in parallel onto media with the addition of an antibiotic and without selective pressure. Count the percentage of clones grown on plates with selective medium.

В процессе чередующихся пассажей 100% тестированных клонов штамма B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110РА-1) сохраняют устойчивость к канамипину. После спорообразования 90% тестированных клонов остаются резистентными к канамипину в концентрации 25 мкг/мл.In the process of alternating passages, 100% of the tested clones of the B. anthracis strain STIΔTPA-1 (pUB110RA-1) retain resistance to kanamipine. After spore formation, 90% of the tested clones remain resistant to kanamipine at a concentration of 25 μg / ml.

Таким образом, получен безопасный, стабильный и эффективный продуцент протективного антигена, являющегося основным компонентом химических сибиреязвенных вакцин. Штамм содержит гибридную плазмиду pUB110PA-1 с клонированным геном pag, обеспечивающую продукцию протективного антигена сибиреязвенного микроба, превышающую в 4-6 раз уровень продукции этого антигена контрольным вакцинным штаммом B. anthracis СТИ-1. Штамм B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1) не содержит собственных плазмид рХO1 и рХO2 и, вследствие этого, не синтезирует основные факторы вирулентности возбудителя сибирской язвы - капсулу, отечный и летальный факторы. Штамм B. anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110PA-1) обладает низкой активностью собственных протеаз, приводящих к деградации белковых антигенов в процессе выделения и очистки. Указанные свойства полученного штамма свидетельствуют о том, что он может использоваться для получения протективного антигена Bacillus anthracis, являющегося компонентом химических сибиреязвенных вакцин и диагностических препаратов.Thus, a safe, stable and effective producer of protective antigen, which is the main component of chemical anthrax vaccines, was obtained. The strain contains a hybrid plasmid pUB110PA-1 with the cloned pag gene, which provides the production of the protective antigen of the anthrax microbe that is 4-6 times higher than the level of production of this antigen by the control vaccine strain B. anthracis STI-1. The strain B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) does not contain its own plasmids pXO1 and pXO2 and, therefore, does not synthesize the main virulence factors of the causative agent of anthrax - capsule, edematous and lethal factors. The strain B. anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) has a low activity of its own proteases, leading to the degradation of protein antigens during isolation and purification. The indicated properties of the obtained strain indicate that it can be used to obtain the protective antigen Bacillus anthracis, which is a component of chemical anthrax vaccines and diagnostic drugs.

Источники информации:Information sources:

1. Онищенко Г.Г., Васильев Н.Т., Литусов Н.В., Харечко А.Т., Васильев П.Г., Садовой Н.В., Кожухов В.В. Сибирская язва: актуальные аспекты микробиологии, эпидемиологии, клиники, диагностики, лечения и профилактики - М.: ВУНМЦ МЗ РФ, 1999. - 447 с.1. Onishchenko G. G., Vasiliev N. T., Litusov N. V., Kharechko A. T., Vasiliev P. G., Sadovoy N. V., Kozhukhov V. V. Anthrax: current aspects of microbiology, epidemiology, clinic, diagnosis, treatment and prevention - M .: VUNMTS Ministry of Health of the Russian Federation, 1999. - 447 p.

2. Vodkin M., Leppla S. Cloning of the protective antigen gene of Bacillus anthracis // Cell. - 1983. - Vol.34. - P.693-697.2. Vodkin M., Leppla S. Cloning of the protective antigen gene of Bacillus anthracis // Cell. - 1983. - Vol. 34. - P.693-697.

3. Тедиков В.М., Добрица А.П. Клонирование и экспрессия детерминанты протективного антигена Bacillus anthracis в клетках Escherichia coli, Bacillus subtilis и Bacillus anthracis // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. - 1993. - №2. - С.13-16.3. Tedikov V.M., Dobritsa A.P. Cloning and expression of the determinants of the protective antigen Bacillus anthracis in cells of Escherichia coli, Bacillus subtilis and Bacillus anthracis // Molecular Genetics, Microbiology and Virology. - 1993. - No. 2. - S.13-16.

4. Gupta P., Waheed S., Bhatnagar R. Expression and purification of the recombinant protective antigen of Bacillus anthracis // Protein Expr. Purif - 1999. - Vol.16. - P.369-376.4. Gupta P., Waheed S., Bhatnagar R. Expression and purification of the recombinant protective antigen of Bacillus anthracis // Protein Expr. Purif - 1999 .-- Vol.16. - P.369-376.

5. Chauhan V., Singh A., Waheed S.M., Singh S., Bhatnagar R. Constitutive expression of protective antigen gene of Bacillus anthracis in Escherichia coli // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2001. - Vol.283. - №2. - P.308-315.5. Chauhan V., Singh A., Waheed S. M., Singh S., Bhatnagar R. Constitutive expression of protective antigen gene of Bacillus anthracis in Escherichia coli // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2001. - Vol. 283. - No. 2. - P.308-315.

6. Ivins В., Welkos S. Cloning and expression of the Bacillus anthracis protective antigen gene in Bacillus subtilis // Infect. Immun. - 1986. - Vol.54. - P.537-542.6. Ivins B., Welkos S. Cloning and expression of the Bacillus anthracis protective antigen gene in Bacillus subtilis // Infect. Immun. - 1986. - Vol. 54. - P.537-542.

7. Baillie L., Moir A., Manchee R. The expression of the protective antigen of Bacillus anthracis in Bacillus subtilis // J. Applied Microbiol. - 1998. - Vol.84. - P.741-746.7. Baillie L., Moir A., Manchee R. The expression of the protective antigen of Bacillus anthracis in Bacillus subtilis // J. Applied Microbiol. - 1998 .-- Vol.84. - P.741-746.

8. Miller J., McBride В., Manchee R., Moore P., Baillie L. Production and purification of recombinant protective antigen and protective efficacy against Bacillus anthracis // Letters in Applied Microbiol. - 1998. - Vol.26. - P.56-60.8. Miller J., McBride B., Manchee R., Moore P., Baillie L. Production and purification of recombinant protective antigen and protective efficacy against Bacillus anthracis // Letters in Applied Microbiol. - 1998 .-- Vol.26. - P.56-60.

9. United States Patent: 6267966. Vaccine production of the Bacillus anthracis protective antigen // Baillie L., Leslie W.J. - №242846. - 25.02.99. - 31.07.01.9. United States Patent: 6267966. Vaccine production of the Bacillus anthracis protective antigen // Baillie L., Leslie W.J. - No. 242846. - 02.25.99. - 07/31/01.

10. Barnard J., Friedlander A. Vaccination against anthrax with attenuated recombinant strains of Bacillus anthracis that produce protective antigen // Infect. Immun. - 1999. - Vol.67. - P.562-567.10. Barnard J., Friedlander A. Vaccination against anthrax with attenuated recombinant strains of Bacillus anthracis that produce protective antigen // Infect. Immun. - 1999. - Vol. 67. - P.562-567.

11. Cohen S., Mendelson I., Altboum Z., Kobiler D., Elhanany E., Bino Т., Leitner M., Inbar I., Rosenberg H., Gozes Y., Barak R., Fisher M., Kronman C., Velan В., Shafferman A. Attenuated nontoxinogenic and nonencapsulated recombinant Bacillus anthracis spore vaccines protect against anthrax // Infect. Immun. - 2000. - Vol.68. - №8. - P.4549-4558.11. Cohen S., Mendelson I., Altboum Z., Kobiler D., Elhanany E., Bino T., Leitner M., Inbar I., Rosenberg H., Gozes Y., Barak R., Fisher M., Kronman C., Velan B., Shafferman A. Attenuated nontoxinogenic and nonencapsulated recombinant Bacillus anthracis spore vaccines protect against anthrax // Infect. Immun. - 2000. - Vol. 68. - No. 8. - P. 4549-4558.

12. Gat O., Ihbar I., Aloni-Grinstein R., Zahavy E., Kronman C., Mendelson I., Cohen S., Velan В., Shafferman A. Use of a promoter trap system in Bacillus anthracis and Bacillus subtilis for the development of recombinant protective antigen-based vaccines // Infect. Immun. - 2003. - Vol.71. - P.801-813.12. Gat O., Ihbar I., Aloni-Grinstein R., Zahavy E., Kronman C., Mendelson I., Cohen S., Velan B., Shafferman A. Use of a promoter trap system in Bacillus anthracis and Bacillus subtilis for the development of recombinant protective antigen-based vaccines // Infect. Immun. - 2003. - Vol. 71. - P.801-813.

Claims (1)

Рекомбинантный штамм Bacillus anthracis СТИΔТПА-1 (pUB110РА-1), депонированный в Государственной коллекции патогенных бактерий «Микроб» под номером КМ96 - продуцент протективного антигена сибиреязвенного микроба.The recombinant strain Bacillus anthracis STIΔTPA-1 (pUB110RA-1), deposited in the State collection of pathogenic bacteria "Microbe" under the number KM96 - producer of the protective antigen of anthrax microbe.
RU2006122787/13A 2006-06-26 2006-06-26 RECOMBINANT STRAIN Bacillus anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) AS PRODUCER OF ANTHRAX MICROORGANISM ANTIGEN RU2321628C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006122787/13A RU2321628C1 (en) 2006-06-26 2006-06-26 RECOMBINANT STRAIN Bacillus anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) AS PRODUCER OF ANTHRAX MICROORGANISM ANTIGEN

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006122787/13A RU2321628C1 (en) 2006-06-26 2006-06-26 RECOMBINANT STRAIN Bacillus anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) AS PRODUCER OF ANTHRAX MICROORGANISM ANTIGEN

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2321628C1 true RU2321628C1 (en) 2008-04-10

Family

ID=39366753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006122787/13A RU2321628C1 (en) 2006-06-26 2006-06-26 RECOMBINANT STRAIN Bacillus anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) AS PRODUCER OF ANTHRAX MICROORGANISM ANTIGEN

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2321628C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Harwood Bacillus subtilis and its relatives: molecular biological and industrial workhorses
Swierczynski et al. Type III pilus of corynebacteria: pilus length is determined by the level of its major pilin subunit
Makino et al. Properties of repeat domain found in a novel protective antigen, SpaA, ofErysipelothrix rhusiopathiae
US20090110700A1 (en) Acellular immunogenic compositions and acellular vaccine compositions against bacillus anthracis
JP2013529064A (en) High level expression of recombinant toxin protein
Musser et al. Substitution of cysteine 192 in a highly conserved Streptococcus pyogenes extracellular cysteine protease (interleukin 1beta convertase) alters proteolytic activity and ablates zymogen processing
US9453057B2 (en) Plasmid-encoded neurotoxin genes in Clostridium botulinum serotype A subtypes
Baillie et al. The expression of the protective antigen of Bacillusanthracis in Bacillus subtilis
Wintermeyer et al. Characterization of legiolysin (lly), responsible for haemolytic activity, colour production and fluorescence of Legionella pneumophila
Rappuoli Isolation and characterization of Corynebacterium diphtheriae nontandem double lysogens hyperproducing CRM197
JP5442918B2 (en) Microbial adherent
US5840312A (en) Recombinant Bacillus anthracis strains unable to produce the lethal factor protein or edema factor protein
DK2576604T3 (en) DIFFOCINES AND METHODS OF USING THEREOF
Bahrani et al. Proteus mirabilis MR/P fimbriae: molecular cloning, expression, and nucleotide sequence of the major fimbrial subunit gene
RU2321628C1 (en) RECOMBINANT STRAIN Bacillus anthracis STIΔTPA-1 (pUB110PA-1) AS PRODUCER OF ANTHRAX MICROORGANISM ANTIGEN
RU2321629C1 (en) ASPOROGENOUS RECOMBINANT STRAIN Bacillus anthracis 55ΔТПА-1Sро- (pUB110РА-1) AS PRODUCER OF ANTHRAX MICROORGANISM ANTIGEN
ES2252759T3 (en) NUCLEIC ACID MOLECULES CODING PROTEINS, WHICH MEDIUM IN THE ADHESION OF NEISSERIA CELLS TO HUMAN CELLS.
US20100009405A1 (en) Biosynthetic process for the preparation of gallidermin
McClatchy et al. Biological properties of α-toxin mutants of Staphylococcus aureus
Mikesell et al. Isolation of plasmids in Legionella pneumophila and Legionella-like organisms
RU2492241C1 (en) METHOD OF PRODUCTION OF PROTECTIVE ANTIGEN AND PROTEIN OF S-LAYER EA1OF ASPOROGENOUS RECOMBINANT STRAIN IN anthracis 55 ΔTPA-1Spo-
Yari et al. Effects of Protoplast Fusion on δ-endotoxin Production in Bacillus thuringiensis Spp.(H14)
CN109825530A (en) The method for removing pXO1 plasmid in Bacillus anthracis
CN109825531A (en) The method for removing pXO2 plasmid in Bacillus anthracis
Mikshis et al. Immunogenicity of recombinant Bacillus strains with a cloned gene for synthesis of the protective antigen of Bacillus anthracis

Legal Events

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

Effective date: 20110627