RU2381274C2 - RECOMBINANT PLASMID DNA pTB232, WHICH CODES HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN CFP10, RECOMBINANT STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli-PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE GST-CFP10 - Google Patents

RECOMBINANT PLASMID DNA pTB232, WHICH CODES HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN CFP10, RECOMBINANT STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli-PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE GST-CFP10 Download PDF

Info

Publication number
RU2381274C2
RU2381274C2 RU2008107240/13A RU2008107240A RU2381274C2 RU 2381274 C2 RU2381274 C2 RU 2381274C2 RU 2008107240/13 A RU2008107240/13 A RU 2008107240/13A RU 2008107240 A RU2008107240 A RU 2008107240A RU 2381274 C2 RU2381274 C2 RU 2381274C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cfp10
recombinant
gst
protein
ptb232
Prior art date
Application number
RU2008107240/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008107240A (en
Inventor
Юрий Васильевич Туманов (RU)
Юрий Васильевич Туманов
Ольга Юрьевна Смирнова (RU)
Ольга Юрьевна Смирнова
Александр Николаевич Болдырев (RU)
Александр Николаевич Болдырев
Сергей Иванович Татьков (RU)
Сергей Иванович Татьков
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора)
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 науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) filed Critical Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора)
Priority to RU2008107240/13A priority Critical patent/RU2381274C2/en
Publication of RU2008107240A publication Critical patent/RU2008107240A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2381274C2 publication Critical patent/RU2381274C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: biotechnologies.
SUBSTANCE: invention is related to production of new hybrid polypeptide GST-CFP10 by microbiological synthesis with properties of species-specific protein-antigen CFP10 Mycobacterium tuberculosis, which may be used for early species-specific diagnostics of tuberculosis infection. Recombinant plasmid DNA pTB232 has been constructed, which codes hybrid polypeptide GST-CFP10 with properties of mycobacterial antigen CFP10, with average molecular weight (m.w.) 3.4 MDa and having size of 5257 p.n. Recombinant strain of bacteria E. coli BL21/pTB232 contains recombinant plasmid DNA pTB232, is producer of hybrid polypeptide GST-CFP 10 with properties of mycobacterial antigen CFP10 and is deposited in KM GNC VB "Vector" under number B-1027. Recombinant polypeptide GST-CFP10, produced with strain of bacteria E. coli BL21/pTB232, contains as protein-carrier N-end polypeptide fragment glutathione S-transferase S.j. (226 a.o. with m.w. of 26.3 kDa), joined via end site of thrombin hydrolysis (LVPRGS) with C-end polypeptide fragment of antigen CFP10 (100 a.o. with m.w. of 10.8 kDa) and has complete aminoacid sequence with length of 326 a.o. and m.w. of 37.1 kDa, given in text of description.
EFFECT: use of invention provides for the possibility to produce target highly pure hybrid polypeptide GST-CFP10 in preparative amounts with preservation of immunogenic properties of the latter.
3 cl, 4 dwg, 4 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генетической инженерии, и позволяет получать микробиологическим синтезом по упрощенной технологии новый гибридный полипептид GST-CFP10 со свойствами видоспецифичного белка-антигена Mycobacterium tuberculosis CFP10, который может быть использован для ранней видоспецифичной диагностики туберкулезной инфекции.The invention relates to biotechnology, in particular to genetic engineering, and allows microbiological synthesis using the simplified technology to produce a new hybrid GST-CFP10 polypeptide with the properties of the species-specific antigen protein Mycobacterium tuberculosis CFP10, which can be used for early species-specific diagnosis of tuberculosis infection.

Разнообразие форм туберкулеза, распространение стертой картины заболевания, а также индивидуальная реакция организма на инфекцию представляют собой серьезную проблему для диагностики туберкулезной инфекции вообще и для ранней диагностики в частности.The variety of forms of tuberculosis, the spread of the erased picture of the disease, as well as the individual reaction of the body to the infection are a serious problem for the diagnosis of tuberculosis infection in general and for early diagnosis in particular.

Классическая методология диагностики туберкулеза связана с применением кожных реакций на введение туберкулина (PPD) - очищенного деривата протеина [1]. Однако проблема специфичности и чувствительности кожных тестов в случае лиц, вакцинированных BCG, не позволяет отличить их от индивидуумов, инфицированных патогенными микобактериями туберкулеза, в данном тесте [2]. Одна из причин получения ложноположительных результатов в реакции Манту связана с проявлением кросс-реактивности к нетуберкулезным микобактериям. Около 10% лиц проявляют реактивность к нетуберкулезным микобактериям, из которых 30% оказываются позитивными в кожном тесте.The classical methodology for the diagnosis of tuberculosis is associated with the use of skin reactions to the introduction of tuberculin (PPD), a purified protein derivative [1]. However, the problem of the specificity and sensitivity of skin tests in the case of BCG vaccinated individuals does not distinguish them from individuals infected with pathogenic tuberculosis mycobacteria in this test [2]. One of the reasons for obtaining false-positive results in the Mantoux reaction is associated with the manifestation of cross-reactivity to non-tuberculous mycobacteria. About 10% of individuals are reactive to non-tuberculous mycobacteria, of which 30% are positive in a skin test.

Среди классических методов диагностики туберкулеза наибольшей специфичностью обладает метод идентификации культуры возбудителя в посеве исследуемого образца. Широкое распространение получили также цитологические (микроскопические) методы определения микобактерий в мазках после окраски красителем. Однако оба этих метода оказываются малопригодными при небациллярных формах туберкулеза, когда микобактерии отсутствуют в биопробах. Кроме того, культивирование микобактерии ввиду их медленного роста является длительной процедурой, а цитологическая идентификация не обладает достаточной чувствительностью, чревата ошибками и в значительной степени зависит от квалификации персонала.Among the classical methods for the diagnosis of tuberculosis, the method of identifying the pathogen culture in the culture of the test sample has the most specificity. Cytological (microscopic) methods for determining mycobacteria in smears after staining with dye were also widely used. However, both of these methods turn out to be of little use in case of nebacillary forms of tuberculosis, when mycobacteria are absent in biological samples. In addition, the cultivation of mycobacteria due to their slow growth is a lengthy procedure, and cytological identification does not have sufficient sensitivity, is fraught with errors and largely depends on the qualifications of the staff.

Методы серодиагностики, основанные на определении антител к антигенам микобактерий, в настоящее время нашли широкое применение для скрининговых исследований благодаря относительно невысокой стоимости, быстроте постановки используемых процедур, высокой чувствительности и специфичности среди инфицированных лиц [3]. Серологические методы отличаются большим разнообразием. Чувствительность и специфичность тестов, использующих технологию иммуноферментного анализа (ИФА), варьируется в довольно широком диапазоне и составляет 40-85% и 67-100% соответственно. С одной стороны, это связано с тем, что зачастую показатели гуморального иммунного ответа при туберкулезе снижены, и это, в свою очередь, приводит к тому, что антитела, полученные в организме человека, к вирулентным микобактериям, вызывающим туберкулез у человека, перекрестно реагируют с набором антигенов непатогенных микобактерий и многих возбудителей других болезней. С другой стороны, антимикобактериальная и гормональная терапия оказывают супрессирующее влияние на продукцию антител при туберкулезе. Именно последний фактор является основным при выявлении маркеров гуморального иммунитета у больных туберкулезом, поскольку снижение уровня антител влечет за собой и снижение доли позитивных результатов в ИФА, которая оказывается сравнительно невысокой [4].Serodiagnostic methods based on the determination of antibodies to mycobacterial antigens are currently widely used for screening studies due to the relatively low cost, speed of the procedures used, high sensitivity and specificity among infected individuals [3]. Serological methods are very diverse. The sensitivity and specificity of tests using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) technology varies over a fairly wide range and is 40-85% and 67-100%, respectively. On the one hand, this is due to the fact that the indicators of the humoral immune response in tuberculosis are often reduced, and this, in turn, leads to the fact that antibodies obtained in the human body to virulent mycobacteria that cause tuberculosis in humans cross-react with a set of antigens of non-pathogenic mycobacteria and many pathogens of other diseases. On the other hand, antimycobacterial and hormonal therapy have a suppressive effect on the production of antibodies in tuberculosis. It is the latter factor that is the main factor in identifying markers of humoral immunity in patients with tuberculosis, since a decrease in the level of antibodies entails a decrease in the proportion of positive results in ELISA, which is relatively low [4].

В литературе описано большое количество новых белков (полипептидов) микобактерий туберкулезного комплекса, которые могут быть использованы в диагностических тестах. Известны и нуклеотидные последовательности, кодирующие эти белки. Большая часть этой коллекции имеет сходства с белками других видов рода Mycobacterium и даже бактерий других родов. Некоторое количество белков культурального фильтрата, секретируемых микобактериями М. tuberculosis и обладающих иммуногенной и ферментативной активностью, ассоциированы с патогенезом. Однако полный анализ белковой композиции (состава) в этих фракциях остается до конца не изученным [5].The literature describes a large number of new proteins (polypeptides) of Mycobacterium tuberculosis complex, which can be used in diagnostic tests. Nucleotide sequences encoding these proteins are also known. Most of this collection has similarities with proteins of other species of the genus Mycobacterium and even bacteria of other genera. A certain amount of culture filtrate proteins secreted by M. tuberculosis mycobacteria and possessing immunogenic and enzymatic activity are associated with pathogenesis. However, a complete analysis of the protein composition (composition) in these fractions remains not fully understood [5].

При развитии туберкулезной инфекции важная роль принадлежит Т-лимфоцитам и другим Т-клеткам или Т-клеточным эффекторам (например, CD4, CD8) [6]. Так, например, СВ4-Т-клетки продуцируют иммунный интерферон (гамма-интерферон, IFN-γ), который является стимулятором выработки в инфицированном организме антимикобактериальных макрофагов, как показано на мышиных моделях [7], а также активатором макрофагов человека при подавлении инфекции М.tuberculosis [8].With the development of tuberculosis infection, an important role belongs to T-lymphocytes and other T-cells or T-cell effectors (eg, CD4, CD8) [6]. For example, CB4-T cells produce immune interferon (gamma-interferon, IFN-γ), which is a stimulator of the production of antimycobacterial macrophages in the infected body, as shown in mouse models [7], as well as an activator of human macrophages in suppressing M infection .tuberculosis [8].

Сопоставление характера изменения Т-клеточного и В-клеточного звеньев иммунитета позволяет выявить уровень защитной реакции иммунной системы организма, направленной на синтез антител к бактериальным антигенам. Изучение состояния внутриклеточной функциональной активности иммунокомпетентных клеток позволяет получить сведения о патологическом процессе [9].A comparison of the nature of the change in T-cell and B-cell immunity allows you to identify the level of protective reaction of the body's immune system, aimed at the synthesis of antibodies to bacterial antigens. Studying the state of intracellular functional activity of immunocompetent cells allows obtaining information about the pathological process [9].

Высокий уровень продукции γ-IFN стимулирует Т-клеточную активацию, характеризуя клеточный иммунитет при туберкулезной инвазии. Выбор в качестве прогностического фактора в диагностике туберкулеза γ-интерферона является не случайным. Нарушение функционирования в цепи IFN является отражением нарушения функции иммунной системы [10].A high level of γ-IFN production stimulates T-cell activation, characterizing cellular immunity in tuberculosis invasion. The choice of γ-interferon as a prognostic factor in the diagnosis of tuberculosis is not accidental. Impaired functioning in the IFN chain is a reflection of impaired function of the immune system [10].

γ-IFN-анализ основывается на количественном определении уровня γ-IFN при стимуляции лимфоцитов цельной клеточной крови, инкубированных в течение 16-20 часов с белковыми антигенами М. tuberculosis и контрольными антигенами. В результате стимуляции эффекторов Т-клеток в крови происходит быстрая секреция цитокинов, ответственных за эффекторные функции клеточного иммунного ответа, при этом IFN-γ является одним из немногих цитокинов, который продуцируется в этом процессе и служит специфическим маркером для клеточных медиаторов иммунного ответа.γ-IFN analysis is based on a quantitative determination of the level of γ-IFN during stimulation of whole cell blood lymphocytes incubated for 16-20 hours with M. tuberculosis protein antigens and control antigens. As a result of stimulation of T-cell effectors in the blood, fast secretion of cytokines responsible for the effector functions of the cellular immune response occurs, while IFN-γ is one of the few cytokines that is produced in this process and serves as a specific marker for cellular mediators of the immune response.

В качестве комплекса микобактериальных антигенов для такого рода диагностических исследований могут быть использованы туберкулин (PPD) или культуральные фильтраты (CF) М.tuberculosis H37Rv. В отличие от кожного теста γ-IFN-анализ позволяет проводить дифференцирование между BCG-вакцинированными и инфицированными пациентами. Как правило, результаты исследования клинических изолятов с использованием гамма-интерферонового анализа выявляют более низкий процент вакцинированных, имеющих позитивный результат на наличие туберкулезной инфекции, чем данные кожного теста. Такое различие указывает на то, что результаты кожной пробы с использованием PPD имеют низкую специфичность в случае BCG-вакцинированных пациентов.As a complex of mycobacterial antigens for such diagnostic studies, tuberculin (PPD) or culture filtrates (CF) of M. tuberculosis H37Rv can be used. In contrast to the skin test, γ-IFN analysis allows differentiation between BCG-vaccinated and infected patients. As a rule, the results of a study of clinical isolates using gamma-interferon analysis reveal a lower percentage of vaccinees who have a positive result for the presence of tuberculosis infection than the skin test data. This difference indicates that skin test results using PPD have low specificity for BCG vaccinated patients.

Наиболее подходящими полипептидами, играющими роль микобактериальных антигенов в гамма-интерфероновом анализе, являются белки, высокоспецифичные для вирулентных штаммов возбудителей туберкулеза и одновременно отсутствующие в вакцинных штаммах BCG.The most suitable polypeptides playing the role of mycobacterial antigens in gamma-interferon analysis are proteins that are highly specific for virulent strains of tuberculosis pathogens and are simultaneously absent in BCG vaccine strains.

Применение видоспецифичных белков позволяет дифференцировать различные фазы развития туберкулезной инфекции в отличие от других белков М.tuberculosis, например, использование белка с молекулярной массой 19 кДа, а высокий уровень Т-клеточного ответа на видоспецифичные антигены коррелирует с протективным иммунитетом при туберкулезе и с риском развития активной формы туберкулеза.The use of species-specific proteins allows differentiating different phases of the development of tuberculosis infection in contrast to other M. tuberculosis proteins, for example, the use of a protein with a molecular weight of 19 kDa, and a high level of T-cell response to species-specific antigens correlates with protective immunity in tuberculosis and with the risk of developing active forms of tuberculosis.

Известен белок CFP10, впервые идентифицированный Berthet FX с соавторами [11], как высокоспецифичный именно для вирулентных видов возбудителей туберкулеза. В виде нативного белка CFP10 был обнаружен в цитозольной фракции и клеточной стенке микобактерий, а также в культуральной жидкости. Молекулярная масса очищенного нативного белка равна 14 кДа. Основное преимущество этого белка в том, что в геномах вакцинных штаммов BCG отсутствует нуклеотидная последовательность, кодирующая его [12]. CFP10 является основным антигеном, вызывающим развитие раннего Т-клеточного ответа. Этот процесс сопровождается повышенной продукцией γ-IFN. Ген белка CFP10 входит в состав геномного фрагмента RD1 размером 9,5 тыс. п.н., присутствующего в геномах штаммов М. tuberculosis и М. bovis, в том числе и в лабораторных штаммах М. tuberculosis (H37Rv, H37Ra). Но эта нуклеотидная последовательность (RD1-область) отсутствует во всех вакцинных штаммах М. bovis BCG, а это означает, что CFP10 также отсутствует в вакцинных препаратах, что и позволяет использовать его в диагностических целях [12].The known protein CFP10, first identified by Berthet FX et al. [11], is highly specific for virulent species of tuberculosis pathogens. As a native protein, CFP10 was found in the cytosolic fraction and the cell wall of mycobacteria, as well as in the culture fluid. The molecular weight of the purified native protein is 14 kDa. The main advantage of this protein is that there is no nucleotide sequence encoding it in the genomes of vaccine BCG strains [12]. CFP10 is the main antigen causing the development of an early T-cell response. This process is accompanied by increased production of γ-IFN. The CFP10 protein gene is part of the 9.5 kbp RD1 genomic fragment present in the genomes of M. tuberculosis and M. bovis strains, including laboratory strains of M. tuberculosis (H37Rv, H37Ra). But this nucleotide sequence (RD1 region) is absent in all vaccine strains of M. bovis BCG, which means that CFP10 is also absent in vaccine preparations, which allows its use for diagnostic purposes [12].

Выделение и очистка белка CFP10 из культурального фильтрата микобактерий является дорогостоящей и сложной процедурой, выход продукта при этом оказывается чрезвычайно низким. Именно поэтому применение техники рекомбинантных ДНК для получения указанного белка для практических целей диагностики является экономически более целесообразным.Isolation and purification of CFP10 protein from mycobacterial culture filtrate is an expensive and complex procedure, while the product yield is extremely low. That is why the use of recombinant DNA technology to obtain the specified protein for practical diagnostic purposes is economically more appropriate.

Известен генно-инженерный способ получения рекомбинантного полипептида со свойствами микобактериального антигена CFP10, используемого для диагностических целей [11]. В этом случае получают целевой белок с 6-ю гистидиновыми (6 His) аминокислотными остатками на N-конце.Known genetic engineering method of producing a recombinant polypeptide with the properties of the mycobacterial antigen CFP10 used for diagnostic purposes [11]. In this case, the target protein is obtained with 6 histidine (6 His) amino acid residues at the N-terminus.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является изобретение по патенту РФ №2277540, в котором объектами патентования являются:The closest analogue (prototype) is the invention according to the patent of the Russian Federation No. 2277540, in which the objects of patenting are:

- гибридный белок, содержащий полный белок CFP10 из M.tuberculosis, слитый с полным белком ESAT6 из M.tuberculosis через линкерную аминокислотную последовательность;- a hybrid protein containing the complete protein CFP10 from M. tuberculosis, fused to the complete protein ESAT6 from M. tuberculosis through a linker amino acid sequence;

- рекомбинантная плазмидная ДНК pTBD16 для экспрессии гибридного белка CFP10-ESAT6.- recombinant plasmid DNA pTBD16 for expression of the hybrid protein CFP10-ESAT6.

- штамм E.coli DLT1270, трансформированный полученной рекомбинантной плазмидной ДНК pTBD16 - продуцент гибридного белка CFP10-ESAT6 [14].- E. coli strain DLT1270, transformed with the obtained recombinant plasmid DNA pTBD16 - producer of the hybrid protein CFP10-ESAT6 [14].

Однако предлагаемая конструкция не позволяет нарабатывать препаративные количества этого полипептида. Кроме того, в процессе биотехнологической очистки полученного рекомбинантного полипептида CFP10 последний претерпевает значительную деградацию, что сказывается на его иммуногенных свойствах.However, the proposed design does not allow to produce preparative amounts of this polypeptide. In addition, during biotechnological purification of the obtained recombinant CFP10 polypeptide, the latter undergoes significant degradation, which affects its immunogenic properties.

Техническим результатом изобретения является создание рекомбинантного штамма бактерий Escherichia coli - продуцента гибридного полипептида со свойствами видоспецифичного микобактериального антигена CFP10, имеющего такую конструкцию, которая бы позволяла нарабатывать целевой высокоочищенный полипептид в препаративных количествах при сохранении иммуногенных свойств последнего.The technical result of the invention is the creation of a recombinant strain of bacteria Escherichia coli, a producer of a hybrid polypeptide with the properties of the species-specific mycobacterial antigen CFP10, which has such a design that would allow to produce the target highly purified polypeptide in preparative quantities while maintaining the immunogenic properties of the latter.

Указанный результат достигается путем конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК рТВ232, кодирующей химерный полипептид: глутатион-S-трансфераза (GST)+CFP10 (далее rCFP10). При этом ген, кодирующий полипептид со свойствами микобактериального антигена CFP10, находится в одной рамке считывания с геном глутатион-S-трансферазы из Schistosoma japonicum (GST S.j.) (Фиг.1А и Б).This result is achieved by constructing a recombinant plasmid DNA rTB232 encoding a chimeric polypeptide: glutathione-S-transferase (GST) + CFP10 (hereinafter rCFP10). In this case, the gene encoding the polypeptide with the properties of the mycobacterial antigen CFP10 is in the same reading frame with the glutathione S-transferase gene from Schistosoma japonicum (GST S.j.) (Fig. 1A and B).

Рекомбинантная плазмидная ДНК рТВ232 (Фиг.1А и 1Б) со средней молекулярной массой 3,4 МДа имеет размер 5257 п.н. (изображения конструкции плазмиды, рестриктной карты, расчет размера выполнены с помощью программы NEBcutter V2.0 (UK) в режиме on-line (http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php)) и состоит из следующих элементов:Recombinant plasmid DNA rTB232 (Figa and 1B) with an average molecular weight of 3.4 MDa has a size of 5257 bp (images of plasmid construction, restriction map, size calculation were performed using the NEBcutter V2.0 (UK) program in on-line mode (http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php)) and consists of the following elements:

- EcoRI-BamHI-фрагмента векторной плазмиды pGEX-2T (Pharmacia Biotech) размером 4938 п.н., содержащего ген β-лактамазы, индуцируемый tac-промотор, внутренний ген lacIq, кодирующий белок-репрессор лактозного оперона, фрагмент гена глутатион-S-трансферазы из S. japonicum с множественным сайтом для клонирования (МСК) генов в 3'-концевой части этого гена и нуклеотидной последовательностью, кодирующей сайт протеолиза тромбина и располагающейся перед МСК;- 4938 bp EcoRI-BamHI fragment of the vector plasmid pGEX-2T (Pharmacia Biotech) containing the β-lactamase gene, inducible tac promoter, lacI q internal gene encoding the lactose operon repressor protein, glutathione-S gene gene fragment transferases from S. japonicum with a multiple site for cloning (MSCs) of genes at the 3'-terminal part of this gene and a nucleotide sequence encoding a thrombin proteolysis site and located in front of MSCs;

- EcoRI-BamHI-фрагмента размером 319 п.н., содержащего фланкированный сайтами для эндонуклеаз рестрикции EcoRI и BamHI полный ген белка CFP10, полученный амплификацией соответствующего гену фрагмента с геномной ДНК М. tuberculosis;- 319 bp EcoRI-BamHI fragment containing the complete CFP10 protein gene flanked by restriction endonuclease sites EcoRI and BamHI, obtained by amplification of the corresponding gene fragment with M. tuberculosis genomic DNA;

содержит:contains:

- в качестве генетического маркера ген β-лактамазы, детерминирующий устойчивость трансформированных плазмидой рТВ232 клеток Е.coli к антибиотику ампициллину;- as a genetic marker, the β-lactamase gene, which determines the resistance of E. coli cells transformed with plasmid rTB232 to the antibiotic ampicillin;

- уникальные сайты рестрикции: BamHI - 930/934, EcoRI - 1249/1253 (указаны позиции расщепления соответствующими эндонуклеазами рестрикции по обеим цепям, нумерация при этом проводится по одной цепи).- unique restriction sites: BamHI - 930/934 , EcoRI - 1249/1253 (the positions of cleavage by the corresponding restriction endonucleases on both chains are indicated, the numbering is carried out on one chain).

Наличие в составе рекомбинантного полипептида rCFP10 GST-фрагмента позволяет нарабатывать препаративные количества целевого белка с использованием аффинной хроматографии. Данные свойства конструкции важны для биотехнологического цикла, связанного в выделением рекомбинантного белка. Именно наличие GST-фрагмента позволяет облегчить процесс очистки рекомбинантного полипептида и получать высокоочищенный белок со свойствами микобактериального антигена CFP10. В виде рекомбинантного слитного белка rCFP10 не подвергается деградации и оказывается существенно устойчивее аналогичного, содержащего в С-концевой части ESAT-6, ранее нами полученного (патент РФ №2282661). По-видимому, присутствие GST-фрагмента в составе химерного белка позволяет защитить его от воздействия ферментов крови при стимуляции цельной клеточной культуры крови в процессе диагностического анализа. Пролонгирование его действия при стимуляции цельной крови или мононуклеарных клеток цельной крови с использованием такого рода структур относится к важным факторам стабильности таких белков. При этом иммуногенные свойства предлагаемой химерной структуры полипептида не утрачиваются. Принципиальным отличием предлагаемого химерного полипептида от исходного в прототипе CFP10 является то, что рекомбинантный белок, полученный в результате экспрессии, является единым образованием, включающим иммунодоминантные видоспецифические структурные эпитопы нативного белка CFP10 и не обладающим функциональной активностью GST-фрагмента. Расположенный между полипептидными фрагментами GST и CFP10 (Фиг.2) сайт гидролиза тромбина позволяет при необходимости получать микобактериальный антиген CFP10, свободный от N-концевого полипептидного фрагмента GST. Рекомбинантный антиген CFP10 на N-конце после расщепления тромбином будет содержать только два дополнительных аминокислотных остатка: глицин является N-концевым, серин - вторым аминокислотным остатком, далее следует аминокислотная последовательность, строго соответствующая целевому белку CFP10.The presence of a GST fragment in the recombinant rCFP10 polypeptide allows the preparation of preparative amounts of the target protein using affinity chromatography. These structural properties are important for the biotechnological cycle associated in the selection of recombinant protein. It is the presence of the GST fragment that facilitates the purification of the recombinant polypeptide and obtain a highly purified protein with the properties of the mycobacterial CFP10 antigen. In the form of a recombinant fusion protein, rCFP10 does not undergo degradation and is significantly more stable than the analogous one that we obtained earlier in the C-terminal part of ESAT-6 (RF patent No. 2282661). Apparently, the presence of the GST fragment in the composition of the chimeric protein allows it to be protected from the action of blood enzymes during stimulation of a whole cell blood culture in the process of diagnostic analysis. The prolongation of its action upon stimulation of whole blood or mononuclear cells of whole blood using such structures is an important factor for the stability of such proteins. Moreover, the immunogenic properties of the proposed chimeric structure of the polypeptide are not lost. The fundamental difference between the proposed chimeric polypeptide and the original one in the CFP10 prototype is that the recombinant protein obtained as a result of expression is a single entity, including immunodominant species-specific structural epitopes of the native CFP10 protein and lacking the functional activity of the GST fragment. Located between the GST polypeptide fragments and CFP10 (Figure 2), the thrombin hydrolysis site allows, if necessary, to obtain the mycobacterial CFP10 antigen free of the N-terminal GST polypeptide fragment. The recombinant CFP10 antigen at the N-terminus after thrombin cleavage will contain only two additional amino acid residues: glycine is the N-terminal, serine is the second amino acid residue, followed by the amino acid sequence that strictly corresponds to the target protein CFP10.

Для получения бактериального штамма-продуцента химерного белка rCFP10 компетентные клетки Е.coli BL21 трансформируют сконструированной целевой плазмидой рТВ232. Полученный штамм бактерий Е.coli BL21/pTB232 характеризуется следующими признаками:To obtain a bacterial strain producer of the chimeric rCFP10 protein, competent E. coli BL21 cells are transformed with the constructed target plasmid rTV232. The resulting bacterial strain E. coli BL21 / pTB232 is characterized by the following features:

Морфологические признаки. По морфологическим признакам штамм-продуцент рекомбинантного белка rCFP10 не отличается от исходного штамма Е.coli BL21, не содержащего целевую плазмиду.Morphological signs. According to morphological characteristics, the producer strain of the recombinant protein rCFP10 does not differ from the original E. coli strain BL21 that does not contain the target plasmid.

Культуральные признаки. По культуральным признакам штамм-продуцент рекомбинантного белка rCFP10 не отличается от исходного штамма Е.coli BL21, не содержащего целевую плазмиду.Cultural signs. According to cultural characteristics, the producer strain of the recombinant protein rCFP10 does not differ from the original E. coli BL21 strain that does not contain the target plasmid.

Устойчивость к антибиотикам. Клетки штамма-продуцента рекомбинантного белка rCFP10 проявляют устойчивость к ампициллину, обусловленную наличием целевой плазмиды.Antibiotic resistance. The cells of the producer strain of the recombinant rCFP10 protein exhibit ampicillin resistance due to the presence of the target plasmid.

Существенным отличием штамма Е.coli BL21/pTB232 является то, что он обеспечивает синтез химерного полипептида rCFP10 (GST-CFP10) со свойствами микобактериального антигена CFP10 с уровнем экспрессии 1,8-12 мг/мл белка.A significant difference between the E. coli strain BL21 / pTB232 is that it provides the synthesis of the rCFP10 chimeric polypeptide (GST-CFP10) with the properties of the mycobacterial CFP10 antigen with an expression level of 1.8-12 mg / ml protein.

Полученный штамм депонирован в Коллекции культур микроорганизмов (ККМ) ФГУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора под номером В-1027.The resulting strain was deposited in the Collection of microorganism cultures (CCM) of the Federal State Institution Scientific Center of the WB "Vector" of Rospotrebnadzor under the number B-1027.

Химерный полипептид rCFP10 (GST-CFP10) (Фиг.2), продуцируемый рекомбинантным штаммом BL21/pTB232 Е.coli, содержит в качестве белка-носителя N-концевой полипептидный фрагмент глутатион-S-трансферазы S.j. (226 а.о. с молекулярной массой 26,3 кДа; расчет проведен с использованием программы Compute pl/Mw tool (Switzerland) в режиме on-line (http://cn.expasy.org/tools/pi tool.html), соединенный через свой концевой сайт гидролиза тромбина (LVPR^GS) с С-концевым полипептидным фрагментом видоспецифичного микобактериального антигена CFP10 (100 а.о. с молекулярной массой 10,8 кДа; расчет проведен с использованием программы Compute pl/Mw tool), и имеет полную аминокислотную последовательность (326 а.о., 37,1 кДа; расчет проведен с использованием программы Compute pl/Mw tool), приведенную на Фиг.3.The chimeric rCFP10 polypeptide (GST-CFP10) (Figure 2) produced by the recombinant E. coli BL21 / pTB232 strain contains an N-terminal polypeptide fragment of glutathione S-transferase S.j. as a carrier protein. (226 a.s. with a molecular weight of 26.3 kDa; calculation was performed using the Compute pl / Mw tool (Switzerland) software on-line (http://cn.expasy.org/tools/pi tool.html) connected through its terminal site of thrombin hydrolysis (LVPR ^ GS) to the C-terminal polypeptide fragment of the species-specific mycobacterial antigen CFP10 (100 a.a. with a molecular weight of 10.8 kDa; the calculation was performed using the Compute pl / Mw tool), and has a complete amino acid sequence (326 aa, 37.1 kDa; calculation was performed using the Compute pl / Mw tool program) shown in FIG. 3.

Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами.The invention is illustrated by the following graphic materials.

Фиг.1А. Схема организации рекомбинантной плазмиды рТВ232, где GST - ген белка глутатион-3-трансферазы; CFP10 - клонированный фрагмент, полученный амплификацией с помощью ПЦР и включающий полный ген белка CFP10; уникальные BamHI- и EcoRI-сайты эндонуклеаз рестрикции, использованные при создании данной конструкции; ptac - синтетический промотор, присутствующий в векторной (pGEX-2T) и рекомбинантной плазмидах; ApR - ген β-лактамазы (bla-ген), обеспечивающий трансформированным бактериальным клеткам устойчивость к ампициллину.Figa. Scheme of the organization of the recombinant plasmid rTV232, where GST is the gene for the protein glutathione-3-transferase; CFP10 — cloned fragment obtained by PCR amplification and including the full gene for the CFP10 protein; unique BamHI and EcoRI restriction endonucleases sites used to create this construct; ptac is a synthetic promoter present in vector (pGEX-2T) and recombinant plasmids; Ap R - β-lactamase gene (bla-gene), which provides transformed bacterial cells with resistance to ampicillin.

Фиг.1Б. Рестрикционная карта целевой плазмиды рТВ232. Изображение конструкции плазмиды рТВ232 (5257 п.н.). b - слитный рекомбинантный белок GST-CFP10 размером 326 а.о. Изображения построены с помощью программы NEBcutter V2.0 (UK) (http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php) [Vincze, Т., Posfai, J. and Roberts, R.J. NEBcutter: a program to cleave DNA with restriction enzymes. Nucleic Acids Res. 31: 3688-3691 (2003)], доступной в режиме online.Figb. Restriction map of the target plasmid rTV232. Image of the construction of plasmid rTV232 (5257 bp). b - fusion recombinant protein GST-CFP10 size 326 A.O. Images were constructed using the NEBcutter V2.0 (UK) software (http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php) [Vincze, T., Posfai, J. and Roberts, R.J. NEBcutter: a program to cleave DNA with restriction enzymes. Nucleic Acids Res. 31: 3688-3691 (2003)], available online.

Фиг.2. Участки стыковки при внедрении гена esxB плазмиды рТВ232 в ген глутатион-S-трансферазы (gst) в сравнении с аналогичным участком в исходной (векторной) плазмиде pGEX-2T. НП - нуклеотидная последовательность, АП - аминокислотная последовательность. Первый кодон белка-встройки показан после нуклеотидной последовательности сайта протеолиза тромбина, стоп-кодон - в конце гена-встройки подчеркнут.Figure 2. Docking sites during the insertion of the esxB gene of plasmid pTB232 into the glutathione S-transferase (gst) gene as compared to the same site in the initial (vector) plasmid pGEX-2T. NP is the nucleotide sequence, AP is the amino acid sequence. The first codon of the insertion protein is shown after the nucleotide sequence of the thrombin proteolysis site, the stop codon is underlined at the end of the insertion gene.

Фиг.3А и Б. Полная нуклеотидная и аминокислотная последовательность рекомбинантного полипептида GST-CFP10, где

Figure 00000001
- аминокислотная последовательность сайта узнавания и гидролиза протеазы тромбин (выделен цветом).Figa and B. The complete nucleotide and amino acid sequence of the recombinant GST-CFP10 polypeptide, where
Figure 00000001
- the amino acid sequence of the site of recognition and hydrolysis of the thrombin protease (highlighted in color).

Для лучшего понимания сущности изобретения ниже следуют примеры его конкретного выполнения.For a better understanding of the invention, the following are examples of its specific implementation.

Пример 1. Конструирование рекомбинантной плазмиды рТВ232Example 1. Construction of a recombinant plasmid rTB232

В работе использовали в качестве вектора плазмиду pGEX-2T (Pharmacia) и штаммы: JM103 Е.coli {Δ(lac-proAB), thi, strA, supE, endA, sbcB, hsdR-, [F' traD36, proAB, lacIq, ZΔM15]}; BL21 Е.coli В {F-, dcm, ompT, hsdS (rB- mB-), gal}.The plasmid pGEX-2T (Pharmacia) and strains: JM103 E. coli {Δ (lac-proAB), thi, strA, supE, endA, sbcB, hsdR - , [F 'traD36, proAB, lacI q , ZΔM15]}; BL21 E. coli B {F - , dcm, ompT, hsdS (r B - m B -), gal}.

В качестве источника нуклеотидного материала (матрицы) для получения с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) клонируемого амплифицируемого фрагмента используют геномную ДНК М.tuberculosis H37Rv, выделенную из инактивированных клеток микобактерий. Ген, кодирующий белок CFP10, амплифицируют с помощью праймеров:The genomic M. tuberculosis H37Rv DNA isolated from inactivated mycobacteria cells is used as a source of nucleotide material (matrix) to obtain a cloned amplifiable fragment using polymerase chain reaction (PCR). The gene encoding the CFP10 protein is amplified using primers:

5'-GAGGATCCATGGCAGAGATGAAGACC-3' (прямой праймер для гена esxB); 5'-GCGAATTCTATTAGCGGGTCAGAAGC-3' (обратный праймер для гена esxS). ПЦР проводят в объеме 50 мкл на амплификаторе «Терцик» ("ДНК-технология", Москва) с температурно-временным профилем: 94°С - 3 мин; 5 циклов [94°С - 30 с, 45°С - 20 с, 72°С - 40 с], 30 циклов [94°С - 30 с, 58°С - 20 с, 72°С - 40 с], 72°С - 3 мин. Полную нуклеотидную последовательность клонируемого гена (esxB) для подбора первичной нуклеотидной последовательности праймеров извлекали из базы данных (БД) Института Пастера (http://genolist.pasteur.fr/TubercuList/) (Франция). Температуры плавления праймеров выбирают на основе полученной из БД расширенной нуклеотидной последовательности, включающей полный ген esxB, с помощью программы NTI Suite 8. Отжиг праймеров в первых 5 циклах ведут при пониженной температуре отжига (45°С), поскольку 5'-концевая нуклеотидная последовательность из 8 н.о., в структуре которой заложен сайт рестрикции (в данном случае BamHI или EcoRI), не может образовать с ДНК-матрицей (М. tuberculosis) совершенный гибридный дуплекс в начальный момент протекания ПЦР после того, как более протяженная 3'-концевая часть праймера образовала его. В этом случае расчет температур плавления каждого праймера ведут только с полностью гибридизующейся последовательностью, отбросив первые 8 н.о. из структуры праймера. Расчеты температур плавления для праймеров проводили с помощью программы NTI Suite 8 или Oligonucleotide Properties Calculator (http://www.basic.northwestern.edu/biotools/oligocalc.html) (USA). 5'-концевая последовательность 8 н.о. является дополнительной к основной нуклеотидной последовательности каждого праймера и предназначена для создания сайта узнавания для эндонуклеаз рестрикции BamHI и EcoRI соответственно с целью облегчения последующей стадии клонирования.5'-GA GGATCC ATGGCAGAGATGAAGACC-3 '(direct primer for the esxB gene); 5'-GC GAATTC TATTAGCGGGTCAGAAGC-3 '(reverse primer for the esxS gene). PCR is carried out in a volume of 50 μl on a Tertsik thermocycler (DNA-technology, Moscow) with a temperature-time profile: 94 ° C for 3 min; 5 cycles [94 ° C - 30 s, 45 ° C - 20 s, 72 ° C - 40 s], 30 cycles [94 ° C - 30 s, 58 ° C - 20 s, 72 ° C - 40 s], 72 ° C - 3 min. The complete nucleotide sequence of the cloned gene (esxB) for selection of the primary nucleotide sequence of the primers was extracted from the database (DB) of the Pasteur Institute (http://genolist.pasteur.fr/TubercuList/) (France). The melting points of the primers are selected based on the extended nucleotide sequence obtained from the database, including the full esxB gene, using the NTI Suite 8. The primers are annealed in the first 5 cycles at a low annealing temperature (45 ° C), since the 5'-terminal nucleotide sequence 8 n.d., in the structure of which a restriction site is laid (in this case, BamHI or EcoRI), cannot form a perfect hybrid duplex with the DNA matrix (M. tuberculosis) at the initial instant of PCR after a longer 3'- end part primer formed it. In this case, the calculation of the melting points of each primer is carried out only with a fully hybridizing sequence, discarding the first 8 n.a. from the structure of the primer. The melting points for the primers were calculated using the NTI Suite 8 program or the Oligonucleotide Properties Calculator (http://www.basic.northwestern.edu/biotools/oligocalc.html) (USA). 5'-terminal sequence 8 N.O. is complementary to the main nucleotide sequence of each primer and is intended to create a recognition site for BamHI and EcoRI restriction endonucleases, respectively, in order to facilitate the subsequent cloning step.

Реакционная смесь включает полимеразный буфер, содержащий 60 мМ трис-HCl, рН 8,5; 25 мМ KCl; 1,5 мМ MgCl2; 10 мМ 2-меркаптоэтанол; 0,1% тритон X-100; 4 дезоксинуклеозидтрифосфата - дАТФ, дГТФ, дЦТФ и ТТФ - с конечной концентрацией каждого 0,2 мМ; праймеры с концентрацией каждого 0,15-0,25 мкМ и 5 ед. Taq-ДНК-полимеразы («Сибэнзим», г.Новосибирск, Россия). Выход составляет около 2 мкг (8 пмоль) ПЦР-фрагмента. Полученный ПЦР-фрагмент (ампликон) длиной 329 п.н. очищают переосаждением этанолом в присутствии ацетата натрия, рН 4,8, и тРНК в качестве носителя [14]. Очищенный препарат ампликона растворяют в 80 мкл ТЕ-буфера и затем проводят совместный гидролиз в EcoRI-буфере («Сибэнзим») эндонуклеазами рестрикции BamHI и EcoRI при 37°С в течение 3-5 ч. Полученный из ампликона целевой рестриктный фрагмент с двумя липкими концами переосаждают, как описано выше, растворяют в 40 мкл ТЕ-буфера или бидистиллированной воды и без дополнительной очистки используют в реакции лигирования с расщепленной векторной молекулой (pGEX-2Т) с помощью эндонуклеаз рестрикции BamHI и EcoRI, также содержащей два липких конца - BamHI и EcoRI. Смешивают 2-5 мкл рестрикта-ампликона (0,5 пмоль) с 500 нг (0,15 пмоль) векторной ДНК pGEX-2T/BamHI/EcoRI в 20 мкл лигазного буфера («Сибэнзим»), прогревают при 65°С в течение 3-5 мин, резко охлаждают во льду, добавляют 20 ед. ДНК-лигазы фага Т4 и реакционную смесь переносят в термостат, где выдерживают в течение ночи при 16°С. Аликвоту лигазной смеси (1-2 мкл) используют для трансформации компетентных клеток Е.coli штамма JM103, приготовленных по методике с использованием раствора хлористого кальция [14], которые высевают на чашки с агаризованной средой, содержащей ампициллин в концентрации 50 мкг/мл. Чашки инкубируют при 37°С в течение ночи. Поиск клонов, содержащих искомую встройку, проводят непосредственно из колоний с помощью ПЦР-анализа, использующего в качестве амплимеров олигонуклеотиды, комплементарные разным цепям векторной молекулы и располагающиеся по обе стороны от места клонирования фрагмента. При этом клоны, содержащие встройку полного гена esxB (cfp10), после разделения амплификата электрофорезом в геле агарозы (1,2%) в присутствии бромистого этидия показывают окрашенную под ультрафиолетовым светом полосу, соответствующую длине 489 п.н., что превышает длину клонируемого фрагмента, так как этот фрагмент содержит часть нуклеотидной последовательности исходной векторной молекулы. После отбора целевые плазмиды нарабатывают в аналитических количествах и проводят необходимый рестрикционный анализ (выявление наличия сайтов рестрикции BamHI и EcoRI). Полученную целевую плазмиду обозначили как рТВ232. Схема плазмидной ДНК представлена на Фиг.1А и 1Б.The reaction mixture includes a polymerase buffer containing 60 mM Tris-HCl, pH 8.5; 25 mM KCl; 1.5 mM MgCl 2 ; 10 mM 2-mercaptoethanol; 0.1% Triton X-100; 4 deoxynucleoside triphosphates - dATP, dGTF, dTTP and TTF - with a final concentration of each 0.2 mM; primers with a concentration of each 0.15-0.25 μm and 5 units Taq DNA polymerase (Sibenzyme, Novosibirsk, Russia). The yield is about 2 μg (8 pmol) of the PCR fragment. The resulting PCR fragment (amplicon) 329 bp in length purified by reprecipitation with ethanol in the presence of sodium acetate, pH 4.8, and tRNA as a carrier [14]. The purified amplicon preparation is dissolved in 80 μl of TE buffer and then co-hydrolyzed in EcoRI buffer (Sibenzyme) with restriction endonucleases BamHI and EcoRI at 37 ° C for 3-5 hours. The target restriction fragment obtained from amplicon with two sticky ends reprecipitated as described above, dissolved in 40 μl of TE buffer or bidistilled water and used without further purification in the ligation reaction with the digested vector molecule (pGEX-2T) using restriction endonucleases BamHI and EcoRI, also containing two sticky ends - BamHI and EcoRI . 2-5 μl of the restriction amplicon (0.5 pmol) are mixed with 500 ng (0.15 pmol) of pGEX-2T / BamHI / EcoRI vector DNA in 20 μl of ligase buffer (Sibenzyme), heated at 65 ° C for 3-5 minutes, cool rapidly in ice, add 20 units. Phage T4 DNA ligases and the reaction mixture are transferred to a thermostat, where they are kept at 16 ° C overnight. An aliquot of the ligase mixture (1-2 μl) is used to transform competent E. coli cells of strain JM103 prepared according to the method using a solution of calcium chloride [14], which are plated on plates with agar medium containing 50 μg / ml ampicillin. The plates are incubated at 37 ° C. overnight. The search for clones containing the desired insertion is carried out directly from the colonies using PCR analysis using oligonucleotides as amplifiers complementary to different chains of the vector molecule and located on both sides of the fragment cloning site. In this case, clones containing the embedding of the complete esxB gene (cfp10), after separation of the amplification by agarose gel electrophoresis (1.2%) in the presence of ethidium bromide, show a band stained under ultraviolet light corresponding to a length of 489 bp, which exceeds the length of the cloned fragment , since this fragment contains part of the nucleotide sequence of the original vector molecule. After selection, the target plasmids are produced in analytical quantities and the necessary restriction analysis is performed (detection of the presence of BamHI and EcoRI restriction sites). The resulting target plasmid was designated as rTB232. Scheme of plasmid DNA is presented in Figa and 1B.

Пример 2. Получение штамма-продуцента, при культивировании клеток которого осуществляется продукция химерного белка GST-CFP10Example 2. Obtaining a producer strain, the cultivation of cells which produces chimeric protein GST-CFP10

Трансформацию клеток штамма Е.coli BL21 проводят введением ДНК целевой плазмиды рТВ232 в компетентные клетки, приготовленные по методике с использованием раствора хлористого кальция [14], после чего высевают на чашки с агаризованной средой, содержащей ампициллин в концентрации 50 мкг/мл. Чашки инкубируют при 37°С в течение ночи. Появившиеся колонии представляют собой клоны штамма-продуцента.Cell transformation of E. coli strain BL21 is carried out by introducing the DNA of the target plasmid pTB232 into competent cells prepared according to the method using a solution of calcium chloride [14], after which they are plated on plates with agar medium containing 50 μg / ml ampicillin. The plates are incubated at 37 ° C. overnight. The colonies that appeared are clones of the producer strain.

Клетки из каждого отобранного клона (обычно не более 10) высевают в 1 мл жидкой среды YT с ампициллином в концентрации 50 мкг/мл для получения ночных культур клеток и инкубируют при 37°С без качания. На следующий день засевают ночной культурой каждого клона в отношении 1:100 2 мл свежей среды YT с ампициллином в концентрации 50 мкг/мл и инкубируют при 37°С со скоростью качания 160 об./мин до плотности D550=0,5-0,8. Экспрессию гена esxB индуцируют добавлением изопропил-β-D-галактопиранозида (ИПТГ) до конечной концентрации 0,5-1,0 мМ, инкубируют при 37°С при интенсивной аэрации (160-170 об./мин) в течение 3-5 ч, после чего отбирают аликвоты суспензии клеток каждого клона и полученные из культур клеток лизаты анализируют электрофорезом в 10%-ном ПААГ в денатурирующих условиях по Лэммли. Окончательный отбор клонов проводят по способности культуры клеток каждого отдельного клона продуцировать в максимально возможных количествах (после проведения индукции) рекомбинантный белок rCFP10, количество и концентрацию которого оценивают по электрофоретической картине (в нашем случае это 37°С и 1,0 мМ ИПТГ).Cells from each selected clone (usually no more than 10) are seeded in 1 ml of YT liquid medium with ampicillin at a concentration of 50 μg / ml to obtain overnight cell cultures and incubated at 37 ° C without swing. The next day, night culture of each clone is inoculated with a ratio of 1: 100 2 ml of fresh YT medium with ampicillin at a concentration of 50 μg / ml and incubated at 37 ° C with a swing speed of 160 rpm to a density of D 550 = 0.5-0 ,8. The expression of the esxB gene is induced by the addition of isopropyl-β-D-galactopyranoside (IPTG) to a final concentration of 0.5-1.0 mM, incubated at 37 ° C with vigorous aeration (160-170 rpm) for 3-5 hours then aliquots of cell suspensions of each clone are selected and the lysates obtained from cell cultures are analyzed by electrophoresis in 10% SDS page under denaturing Laemmli conditions. The final selection of clones is carried out according to the ability of the cell culture of each individual clone to produce the maximum possible amounts (after induction) of the recombinant protein rCFP10, the amount and concentration of which is estimated by the electrophoretic picture (in our case, this is 37 ° C and 1.0 mM IPTG).

Пример 3. Выделение рекомбинантного белка GST-CFP10Example 3. The selection of recombinant protein GST-CFP10

Клетки штамма BL21 Е.coli, трансформированные плазмидой рТВ232, выращивают в среде LB с ампициллином (50 мкг/мл) течение ночи при 37°С. Ночную культуру (1:100) засевают в 150 мл среды LB с ампициллином (50 мкг/мл) и подращивают до плотности D550=0,8 в течение 3 ч. Далее индуцируют экспрессию целевого белка GST-CFP10 добавлением ИПТГ до концентрации 1,0 мМ. Индуцированные клетки растят при 37°С в течение 5 ч, после чего культуру клеток охлаждают до 0°С, и клетки собирают центрифугированием при 5000g в течение 15 мин при 4°С. Экспрессию целевого белка GST-CFP10 анализируют электрофорезом по Лэммли в 12%-ном полиакриламидном геле и иммуноблотингом с моноклональными антителами к белку-носителю GST. Результаты этого анализа показывают наличие в индуцированной культуре клеток Е.coli штамма BL21/pTB232 при обработке клеточных осадков лизирующим буфером GST-CFP10 белка с молекулярной массой около 37 кДа, что соответствует расчетной молекулярной массе. В контрольных лизатах клеток BL21 Е.coli и BL21/pGEX-2T Е.coli белок с этой молекулярной массой отсутствует (по данным электрофореза). Данный белок окрашивается в иммуноблотинге с моноклональными антителами к белку-носителю GST.Cells of E. coli strain BL21 transformed with plasmid pTB232 are grown in LB medium with ampicillin (50 μg / ml) overnight at 37 ° C. An overnight culture (1: 100) is seeded in 150 ml of LB medium with ampicillin (50 μg / ml) and grown to a density of D 550 = 0.8 for 3 hours. Next, expression of the target GST-CFP10 protein is induced by adding IPTG to a concentration of 1, 0 mM. The induced cells grow at 37 ° C for 5 h, after which the cell culture is cooled to 0 ° C, and the cells are harvested by centrifugation at 5000 g for 15 min at 4 ° C. The expression of the target GST-CFP10 protein was analyzed by Lammley electrophoresis on a 12% polyacrylamide gel and immunoblot with monoclonal antibodies to the GST carrier protein. The results of this analysis show the presence of strain BL21 / pTB232 in the E. coli cell culture induced when processing cell sediments with GST-CFP10 lysis buffer protein with a molecular weight of about 37 kDa, which corresponds to the calculated molecular weight. In control lysates of E. coli BL21 cells and E. coli BL21 / pGEX-2T, there is no protein with this molecular weight (according to electrophoresis). This protein is stained by immunoblotting with monoclonal antibodies to the GST carrier protein.

Для дальнейших анализов клетки ресуспендируют в 8 мл холодного (0°С) PBS-буфера, содержащего 140 мМ NaCl, 2,7 мМ KCl, 10 мМ Na2HPO4, 1,8 мМ KH2PO4, рН 7,3, 1 мМ PMSF (ингибитор протеаз), и разрушают ультразвуком на ультразвуковом дезинтеграторе (Ultrasonic processor Cole Parmer) 3×30 c с интервалом 1 мин между обработками при амплитуде 50 А. К ультразвуковому дезинтеграту добавляют тритон Х-100 до 1%, инкубируют 30 мин при 0°С и отделяют фракцию растворимых белков от дебриса центрифугированием при 12000g в течение 40 мин. Далее смешивают супернатант с 200 мкл глутатион-сефарозы (Glutathione Sepharose 4B Amersham, Biosciences AB) и инкубируют 30 мин с низкой скоростью перемешивания при комнатной температуре для аффинного связывания белка GST-CFP10. Затем смесь переносят в микроколонку путем многократного центрифугирования при 600g, несколько раз промывают колонку ФСБ- (PBS)-буфером и проводят элюцию рекомбинантного целевого белка буфером для элюции, содержащим 10 мМ восстановленный глутатион в 50 мМ трис-HCl, рН 8,0. В результате получают препарат очищенного рекомбинантного белка с концентрацией 1,5 мг/мл.For further analyzes, cells are resuspended in 8 ml of cold (0 ° C) PBS buffer containing 140 mm NaCl, 2.7 mm KCl, 10 mm Na 2 HPO 4 , 1.8 mm KH 2 PO 4 , pH 7.3, 1 mM PMSF (protease inhibitor), and is destroyed by ultrasound on an ultrasonic disintegrator (Ultrasonic processor Cole Parmer) 3 × 30 s with an interval of 1 min between treatments at an amplitude of 50 A. To the ultrasonic disintegrate add Triton X-100 to 1%, incubate for 30 minutes at 0 ° C and the soluble protein fraction is separated from the debris by centrifugation at 12000g for 40 minutes The supernatant is then mixed with 200 μl of glutathione-sepharose (Glutathione Sepharose 4B Amersham, Biosciences AB) and incubated for 30 min at low stirring speed at room temperature for affinity binding of the GST-CFP10 protein. The mixture was then transferred to a microcolumn by repeated centrifugation at 600 g, the column was washed several times with PBS- and PBS buffer, and the recombinant target protein was eluted with elution buffer containing 10 mM reduced glutathione in 50 mM Tris-HCl, pH 8.0. The result is a purified recombinant protein preparation with a concentration of 1.5 mg / ml.

Пример 4. Проведение IFN-γ-анализаExample 4. The IFN-γ analysis

1-я стадия (стимуляция цельной клеточной культуры крови целевым антигеном) Образцы гепаринизированной венозной крови пациентов перемешивают осторожно круговыми движениями в течение 20 мин. Распределяют по 100 мкл в 96-луночные планшеты (Nunc, USA), содержащие по 150 мкл/лунке полной среды RPMI 1640 с L-глутамином. Тщательно перемешивают и вносят антиген GST-CFP10 в концентрации 10 мкг/мл на лунку. Отдельно вносят по 100 мкл буферного раствора в лунки с нулевым контролем (без добавления антигена) и митоген РНА в концентрации 5 мкг/мл на лунку. Осторожно перемешивают. Инкубируют планшеты 24-48 ч при 37°С во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2 Stage 1 (stimulation of a whole cell culture of blood with the target antigen) Samples of the heparinized venous blood of patients are mixed carefully in a circular motion for 20 minutes. Distribute 100 μl into 96-well plates (Nunc, USA) containing 150 μl / well of complete RPMI 1640 medium with L-glutamine. Mix well and add GST-CFP10 antigen at a concentration of 10 μg / ml per well. Separately, 100 μl of buffer solution are added to wells with zero control (without antigen addition) and PHA mitogen at a concentration of 5 μg / ml per well. Mix gently. Incubate tablets 24-48 hours at 37 ° C in a humid atmosphere containing 5% CO 2

2-я стадия. Для проведения IFN-γ-анализа в контрольные лунки планшет с сорбированными моноклональными антителами к гамма-интерферону производства BD Biosciences вносят по 100 мкл стандартных образцов гамма-интерферона в разных концентрациях (от 300-150-75-37,5-18,8-9,4-4,7 пк/мл). В остальные лунки планшет вносят по 100 мкл исследуемых образцов цельной крови после стимуляции, помещают в шейкер и инкубируют 2 ч при комнатной температуре. После окончания инкубации лунки планшет промывают 3 раза промывочным буферным раствором (ФСБ-Т). После промывки в каждую лунку планшета вносят по 100 мкл конъюгата биотинилированных антител к IFN-γ производства BD Biosciences и инкубируют 60 мин при комнатной температуре. По окончании инкубации промывают планшеты 3 раза буферным раствором ФСБ-Т, после чего в каждую лунку планшета добавляют по 100 мкл конъюгата авидин-пероксидазы хрена производства BD Biosciences в рабочем разведении. Инкубируют 60 мин при комнатной температуре. После окончания инкубации планшеты промывают 5 раз промывочным буферным раствором (ФСБ-Т) и 3 раза H2O дистиллированной. Затем вносят в каждую лунку планшета по 100 мкл раствора ТМБ (3,3',5,5'-тетраметилбензидина), помещают планшеты в защищенное от света место и выдерживают при комнатной температуре 30 мин. Реакцию терминируют добавлением в каждую лунку планшета по 50 мкл стоп-реагента (0,9 N раствор H2SO4). Измеряют оптическую плотность на автоматическом спектрофотометре типа «Мультискан» при длине волны 450 нм.2nd stage. To carry out IFN-γ analysis, 100 μl of standard samples of gamma-interferon in various concentrations (from 300-150-75-37.5-18.8-) are introduced into the control wells of a plate with sorbed monoclonal antibodies to gamma interferon manufactured by BD Biosciences. 9.4-4.7 pc / ml). 100 μl of the whole blood samples to be studied are added to the remaining wells after stimulation, placed in a shaker and incubated for 2 hours at room temperature. After incubation, the wells are washed 3 times with wash buffer (PBS-T). After washing, 100 μl of the conjugate of biotinylated anti-IFN-γ antibodies produced by BD Biosciences were added to each well of the plate and incubated for 60 minutes at room temperature. At the end of the incubation, the plates are washed 3 times with FSB-T buffer solution, after which 100 μl of horseradish avidin peroxidase conjugate manufactured by BD Biosciences in working dilution are added to each well of the tablet. Incubated for 60 minutes at room temperature. After incubation, the plates are washed 5 times with wash buffer (FSB-T) and 3 times with H 2 O distilled. Then, 100 μl of a TMB solution (3.3 ', 5.5'-tetramethylbenzidine) is added to each well of the plate, the plates are placed in a dark place and kept at room temperature for 30 minutes. The reaction is terminated by the addition of 50 μl stop reagent (0.9 N H 2 SO 4 solution) to each well of the plate. Optical density is measured on an automatic multiscan spectrophotometer at a wavelength of 450 nm.

Для оценки концентрации IFN-γ в исследуемых образцах строят калибровочную кривую в логарифмических координатах: ось абсцисс - концентрация IFN-γ (пг/мл), ось ординат - значение оптической плотности образца. По полученным значениям проводят калибровочную кривую и рассчитывают количественное содержание IFN-γ в пг/мл или МЕ/мл в исследуемых и контрольных образцах. Результаты подсчитывают из среднего значения ОП в трех лунках (p<0,05). Значения Cutoff для IFN-γ>300 пг считают позитивными.To assess the concentration of IFN-γ in the studied samples, a calibration curve is constructed in logarithmic coordinates: the abscissa axis is the concentration of IFN-γ (pg / ml), the ordinate axis is the optical density of the sample. According to the obtained values, a calibration curve is carried out and the quantitative content of IFN-γ in pg / ml or ME / ml in the test and control samples is calculated. Results are calculated from the average OD in three wells (p <0.05). Cutoff values for IFN-γ> 300 pg are considered positive.

Пример 5. Мононуклеары цельной клеточной культуры крови (2×105 клеток/лунка), выделенные по стандартной процедуре с использованием градиентного центрифугирования в присутствии реагентов Фиколл-Гипак, суспендируют в 50 мкл полной клеточной культуральной среды RPMI 1640 и распределяют в 96-луночные планшеты (Nunc, MaxiSorb, USA), содержащие по 150 мкл/лунка полной среды RPMI 1640 производства ГНЦ ВБ "Вектор". Затем в каждую лунку планшет вносят химерный антиген GST-CFP10 в концентрации 5-10 мкг/мл; в контрольные лунки планшет вносят митоген (Con А или РНА) в концентрации 4 мкг/мл в трипликатах. Конечный объем реакционной среды в лунке планшета составляет 250 мкл. Инкубируют планшеты 16-24 ч при 37°С во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2.Example 5. Mononuclear cells of whole cell blood culture (2 × 10 5 cells / well), isolated according to the standard procedure using gradient centrifugation in the presence of Ficoll-Gipak reagents, suspended in 50 μl of complete cell culture medium RPMI 1640 and distributed in 96-well plates (Nunc, MaxiSorb, USA), containing 150 μl / well of complete medium RPMI 1640 produced by the State Research Center of the World Bank "Vector". Then, chimeric antigen GST-CFP10 at a concentration of 5-10 μg / ml is added to each well of the plate; mitogen (Con A or PHA) was added to control wells at a concentration of 4 μg / ml in triplicates. The final volume of the reaction medium in the well of the plate is 250 μl. The plates were incubated for 16-24 hours at 37 ° C in a humid atmosphere containing 5% CO 2 .

Для проведения IFN-γ-анализа в контрольные лунки планшет с сорбированными моноклональными антителами к гамма-интерферону вносят по 100 мкл стандартных и контрольных образцов. В остальные лунки планшет вносят по 100 мкл исследуемых образцов плазмы крови после стимуляции. Помещают в шейкер и инкубируют 2 ч при комнатной температуре. После окончания инкубации планшеты промывают 3 раза промывочным буферным раствором (ФСБ-Т). После промывки в каждую лунку планшета вносят по 100 мкл конъюгата биотинилированных антител к IFN-γ и инкубируют 60 мин при комнатной температуре. По окончании инкубации промывают планшеты 3 раза буферным раствором ФСБ-Т, после чего в каждую лунку планшета добавляют по 100 мкл конъюгата авидин-пероксидазы хрена в рабочем разведении и инкубируют 60 мин при комнатной температуре. После окончания инкубации планшеты промывают 5 раз промывочным буферным раствором (ФСБ-Т) и 3 раза дистиллированной водой. Затем в каждую лунку планшета вносят по 100 мкл раствора ТМБ (3,3',5,5'-тетраметилбензидина), помещают планшеты в защищенное от света место и выдерживают при комнатной температуре 30 мин. Реакцию терминируют добавлением в каждую лунку планшета по 50 мкл стоп-реагента (0,9 N раствор H2SO4). Оптическую плотность образцов измеряют на автоматическом спектрофотометре типа «Мультискан» при длине волны 450 нм.To carry out IFN-γ analysis, 100 μl of standard and control samples were added to the control wells with a plate with sorbed monoclonal antibodies to gamma interferon. 100 μl of the studied plasma samples after stimulation are added to the remaining wells of the plate. Placed in a shaker and incubated for 2 hours at room temperature. After incubation, the plates are washed 3 times with wash buffer (PBS-T). After washing, 100 μl of the conjugate of biotinylated anti-IFN-γ antibodies are added to each well of the plate and incubated for 60 minutes at room temperature. At the end of the incubation, the plates are washed 3 times with FSB-T buffer solution, after which 100 μl of horseradish avidin peroxidase conjugate is added to each well of the plate in working dilution and incubated for 60 min at room temperature. After incubation, the plates are washed 5 times with wash buffer (FSB-T) and 3 times with distilled water. Then, 100 μl of a TMB solution (3.3 ', 5.5'-tetramethylbenzidine) is added to each well of the tablet, the tablets are placed in a dark place and kept at room temperature for 30 minutes. The reaction is terminated by the addition of 50 μl stop reagent (0.9 N H 2 SO 4 solution) to each well of the plate. The optical density of the samples is measured on an automatic spectrophotometer type "Multiscan" at a wavelength of 450 nm.

Для оценки концентрации IFN-γ в исследуемых образцах строят калибровочную кривую в логарифмических координатах: ось абсцисс - концентрация IFN-γ (пкг/мл), ось ординат - значение оптической плотности образца. По полученным значениям проводят калибровочную кривую и рассчитывают количественное содержание IFN-γ в пг/мл или МЕ/мл в исследуемых и контрольных образцах. Результаты подсчитывают из среднего значения ОП в трех лунках (p<0,05). Значения Cutoff для IFN-γ>300 пг/мл считают позитивными.To assess the concentration of IFN-γ in the studied samples, a calibration curve is constructed in logarithmic coordinates: the abscissa axis is the IFN-γ concentration (pkg / ml), the ordinate axis is the optical density of the sample. According to the obtained values, a calibration curve is carried out and the quantitative content of IFN-γ in pg / ml or ME / ml in the test and control samples is calculated. Results are calculated from the average OD in three wells (p <0.05). Cutoff values for IFN-γ> 300 pg / ml are considered positive.

Пример 6. Сорбцию МКА к IFN-γ производства BD OptEIA Reagent проводят с использованием 0,1 М карбонатного буфера, рН 9,6 в течение 16 ч при 4°С на планшетах (Nunc, MaxiSorb, USA). После отмывки планшет промывочным буферным раствором (ФСБ, рН 7,0) 3 раза по 300 мкл/лунку проводят блокировку поверхности лунок блокировочным буферным раствором ФСБ, рН 7,0, содержащим 10% фетальной сыворотки, в течение 60 мин при комнатной температуре, после чего проводят отмывку планшет, как указано выше.Example 6. Sorption of MCA to IFN-γ produced by BD OptEIA Reagent was carried out using 0.1 M carbonate buffer, pH 9.6 for 16 hours at 4 ° C on tablets (Nunc, MaxiSorb, USA). After washing the plate with washing buffer solution (FSB, pH 7.0) 3 times 300 μl / well, the surface of the wells is blocked with a blocking buffer solution FSB, pH 7.0, containing 10% fetal serum, for 60 minutes at room temperature, after which wash the tablet, as described above.

Подготовленный планшет с сорбированными МКА к IFN-γ используют при проведении IFN-γ-анализа. Для этого в каждую лунку планшета вносят по 150 мкл полной среды RPMI 1640. Образцы гепаринизированной венозной крови пациентов осторожно перемешивают и затем распределяют по 100 мкл в 96-луночные планшеты (Nunc, USA). Тщательно перемешивают и вносят раствор антигена GST-CFP10 в RPMI 1640 с 0,2 мМ глутамина в концентрации 10 мкг/мл на лунку. В лунки А-1, В-1 и С-1 вносят митоген (РНА), в лунки D-1, E-1 добавляют по 100 мкл разводящего буферного раствора (нулевой контроль). Осторожно перемешивают, инкубируют планшеты 24-48 ч при 37°С во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2, при перемешивании. После окончания инкубации планшеты промывают 5×300 мкл/лунку дистиллированной водой и 5×300 мкл ФСБ-Т буферным раствором. С целью построения калибровочного графика при проведения IFN-γ анализа предварительно проводят инкубацию со стандартными калибровочными образцами IFN-γ. Для этого в контрольные лунки планшет с сорбированными моноклональными антителами к гамма-интерферону производства BD Biosciences вносят по 100 мкл стандартных образцов гамма-интерферона в разных концентрациях (от 300-150-75-37,5-18,8-9,4-4,7 пг/мл) -производства BD Biosciences или по 100 мкл стандартных калибровочных образцов, содержащих IFN-γ (2000-1000-500-300-100-50-0 пг/мл) и контрольный образец (330 пг/мл IFN-γ) производства «Вектор-Бест». Инкубируют согласно инструкции по применению наборов. После окончания инкубации стрипы планшет промывают 3 раза промывочным буферным раствором (ФСБ-Т). После промывки в каждую лунку планшета вносят по 100 мкл конъюгата биотинилированных антител к IFN-γ и инкубируют 60 мин при комнатной температуре. По окончании инкубации планшеты промывают 3 раза буферным раствором ФСБ-Т, в каждую лунку планшета добавляют по 100 мкл конъюгата авидин-пероксидазы или стрептавидин-пероксидазы хрена в рабочем разведении и инкубируют 60 мин при комнатной температуре. После окончания инкубации планшеты промывают 5 раз промывочным буферным раствором (ФСБ-Т), 3 раза дистиллированной водой, после чего вносят в каждую лунку планшета по 100 мкл раствора ТМБ (3,3',5,5'-тетраметилбензидина). Планшеты помещают в защищенное от света место и выдерживают при комнатной температуре 30 мин. Реакцию терминируют добавлением в каждую лунку планшета по 50 мкл стоп-реагента (0,9 N раствор H2SO4) и измеряют оптическую плотность на автоматическом спектрофотометре типа «Мультискан» при длине волны 450 нм. Результаты анализа представляют в значениях Cutoff, которые получают по построенным калибровочным кривым, как описано выше.A prepared plate with adsorbed MCAs for IFN-γ is used for IFN-γ analysis. To do this, 150 μl of complete RPMI 1640 medium is added to each well of the tablet. Patient heparinized venous blood samples are mixed gently and then dispensed 100 μl into 96-well plates (Nunc, USA). Thoroughly mix and add a solution of GST-CFP10 antigen in RPMI 1640 with 0.2 mM glutamine at a concentration of 10 μg / ml per well. Mitogen (PHA) was added to wells A-1, B-1, and C-1, and 100 μl of dilution buffer solution (zero control) was added to wells D-1, E-1. Gently mix, incubate the plates for 24-48 hours at 37 ° C in a humid atmosphere containing 5% CO 2 with stirring. After incubation, the plates are washed with 5 × 300 μl / well of distilled water and 5 × 300 μl of PBS-T buffer solution. In order to construct a calibration graph during IFN-γ analysis, incubation is preliminarily performed with standard IFN-γ calibration samples. For this, 100 μl of standard samples of gamma-interferon in different concentrations (from 300-150-75-37.5-18.8-9.4-4) are introduced into the control wells of a plate with sorbed monoclonal antibodies to gamma-interferon manufactured by BD Biosciences , 7 pg / ml) -production of BD Biosciences or 100 μl of standard calibration samples containing IFN-γ (2000-1000-500-300-100-50-0 pg / ml) and a control sample (330 pg / ml IFN- γ) produced by Vector-Best. Incubate according to the instructions for use of the kits. After incubation, the strips were washed 3 times with wash buffer (PBS-T). After washing, 100 μl of the conjugate of biotinylated anti-IFN-γ antibodies are added to each well of the plate and incubated for 60 minutes at room temperature. At the end of the incubation, the plates are washed 3 times with FSB-T buffer solution, 100 μl of avidin peroxidase conjugate or horseradish streptavidin peroxidase in working dilution are added to each well of the plate and incubated for 60 min at room temperature. After incubation, the plates are washed 5 times with wash buffer (FSB-T), 3 times with distilled water, and then 100 μl of TMB solution (3.3 ', 5.5'-tetramethylbenzidine) is added to each well of the plate. The tablets are placed in a dark place and kept at room temperature for 30 minutes. The reaction is terminated by adding to each well of the plate 50 μl of a stop reagent (0.9 N solution of H 2 SO 4 ) and absorbance is measured on a Multiscan-type automatic spectrophotometer at a wavelength of 450 nm. The analysis results are presented in Cutoff values, which are obtained from the constructed calibration curves, as described above.

Туберкулезный контроль проводится для выявления активного туберкулеза и скрининга лиц, имеющих контакт с использованием туберкулиновой пробы. Быстрый путь раннего выявления инфекции в крови с использованием рекомбинантных белков является альтернативным кожному тесту. Выявление уровня IFN-γ коррелирует со стадией и степенью туберкулезной инфекции, уровнем иммунного ответа и вероятностью прогрессирования активной формы туберкулеза. В таблице 1 представлены результаты выявления активного туберкулеза легких с использованием IFN-γ-анализа, а также среди здорового контингента. Как показывают проведенные исследования, полученный рекомбинантный белок позволяет выявлять активный туберкулезный процесс среди больных туберкулезом легких. Уровень IFN-γ среди здорового контингента не превышает предельные значения (>300 пг/мл IFN-γ), соответствующие группе риска или больных туберкулезом. Эти данные свидетельствуют о специфичности метода. Клинический статус больных с разной формой туберкулезной инфекции, выявленных с использованием гибридного белка rCFP10, представлен в таблице 3. В таблице 4 представлены результаты сравнительного изучения специфичности и чувствительности рекомбинантного белка rCFP10 в сравнении с PPD-туберкулином при стимуляции цельной клеточной культуры крови. Специфичность рекомбинантного белка в IFN-γ-анализе туберкулеза оказывается выше, чем PPD-туберкулина.Tuberculosis control is carried out to detect active tuberculosis and screening for people who have contact using a tuberculin test. A quick way to detect blood infections early using recombinant proteins is an alternative skin test. Detection of IFN-γ levels correlates with the stage and degree of tuberculosis infection, the level of immune response and the likelihood of progression of the active form of tuberculosis. Table 1 presents the results of the detection of active pulmonary tuberculosis using IFN-γ analysis, as well as among a healthy contingent. As the studies show, the resulting recombinant protein allows you to identify the active tuberculosis process among patients with pulmonary tuberculosis. The level of IFN-γ among a healthy population does not exceed the limit values (> 300 pg / ml IFN-γ) corresponding to the risk group or patients with tuberculosis. These data indicate the specificity of the method. The clinical status of patients with various forms of tuberculosis infection identified using the rCFP10 fusion protein is presented in Table 3. Table 4 presents the results of a comparative study of the specificity and sensitivity of the recombinant rCFP10 protein compared to PPD-tuberculin during stimulation of whole cell blood culture. The specificity of the recombinant protein in the IFN-γ analysis of tuberculosis is higher than the PPD-tuberculin.

Для другой группы пациентов с туберкулезной инфекцией результаты продукции IFN-γ выражали в МЕ/мл с применением калибровочного графика. Аналитическая чувствительность теста составила 1,2-1,7 МЕ/мл IFN-γ для отрицательного (нулевого) контрольного образца из плазмы крови исследуемых (результаты представлены в таблице 2).For another group of patients with tuberculosis infection, IFN-γ production results were expressed in IU / ml using a calibration graph. The analytical sensitivity of the test was 1.2-1.7 IU / ml IFN-γ for the negative (zero) control sample from the blood plasma of the subjects (the results are presented in table 2).

Некоторые формы туберкулеза (остро прогрессирующие) не могут быть выявлены при проведении профилактических обследований. Больные с такими процессами попадают в основном в больницы общего профиля, где диагностика их бывает часто затруднена из-за схожести рентгенологической картины с неспецифическими заболеваниями легких. Единственным методом достоверной диагностики в таких случаях является прямая бактериоскопия мокроты или применение IFN-γ-анализа. Все исследованные группы больных туберкулезом легких имели положительную реакцию с использованием микроскопических методов, культуральных, рентгеноскопии и молекулярно-биологических (ПЦР-анализ).Some forms of tuberculosis (acutely progressive) cannot be detected during preventive examinations. Patients with such processes fall mainly in general hospitals, where their diagnosis is often difficult due to the similarity of the X-ray picture with non-specific lung diseases. The only reliable diagnostic method in such cases is direct sputum bacterioscopy or the use of IFN-γ analysis. All the studied groups of patients with pulmonary tuberculosis had a positive reaction using microscopic methods, culture, fluoroscopy and molecular biological (PCR analysis).

Таблица 1Table 1 IFN-γ-анализ туберкулеза при стимуляции PPD, гибридным белком rCFP10 и митогенами у пациентов с активной формой туберкулеза легкихIFN-γ analysis of tuberculosis with stimulation of PPD, rCFP10 fusion protein and mitogens in patients with active pulmonary tuberculosis ПациентыThe patients IFN-γ (пг/мл)IFN-γ (pg / ml) PPDPPD rCFP10rCFP10 МитогенMitogen ConACona РНАPHA 2121 41004100 845845 67006700 47824782 2222 36503650 19851985 73247324 54215421 2323 28502850 5555 45304530 32183218 2424 48704870 32003200 73007300 67106710 2525 51105110 27552755 96509650 89718971 2626 62006200 28492849 78617861 87648764 2727 1732017320 57805780 1234412344 1423014230 2828 39803980 6767 48514851 43524352 2929th 58305830 42104210 1987019870 2134021340 30thirty 1035010350 74007400 1830018300 1723517235 3131 2120021200 415415 1654016540 1453014530 3232 57305730 20652065 1234712347 1324713247 3333 670670 5757 2345023450 3241032410 3434 1534015340 38753875 1765017650 1893018930 3535 2323 1919 640640 985985 3636 74587458 21902190 2341023410 2875028750 3737 1048010480 62406240 1934019340 1874518745 3838 61306130 17451745 3450034500 2956029560

Значения Cutoff для IFN-γ>300 пг/мл считали положительными, результаты подсчитывали из среднего значения трех лунок (ρ≤0,01)и выражали в пг/мл, используя калибровочный график.Cutoff values for IFN-γ> 300 pg / ml were considered positive, the results were calculated from the average of three wells (ρ≤0.01) and expressed in pg / ml using a calibration graph.

Таблица 2table 2 IFN-γ-анализ легочного туберкулеза при стимуляции PPD, гибридным белком rCFP10 и митогенамиIFN-γ analysis of pulmonary tuberculosis stimulated by PPD, rCFP10 fusion protein and mitogens ПациентыThe patients IFN-γ (МЕ/мл)IFN-γ (IU / ml) PPDPPD rCFP10rCFP10 МитогенMitogen ConACona РНАPHA 1one 54,354.3 3,213.21 56,756.7 63,563.5 22 27,027.0 2,32,3 32,132.1 47,647.6 33 59,259.2 4,34.3 148,4148.4 123,0123.0 4four 73,073.0 2,72.7 129,2129.2 117,0117.0 55 24,824.8 2,22.2 49,749.7 43,243,2 66 11,711.7 1,341.34 19,719.7 23,123.1 77 4,74.7 2,12.1 139,7139.7 126,8126.8 88 2,92.9 1,71.7 24,624.6 21,321.3 99 5,35.3 0,560.56 44,744.7 53,153.1 1010 27,627.6 0,460.46 163,1163.1 143,9143.9 11eleven 57,257.2 0,10.1 68,768.7 65,365.3 1212 10,910.9 5,65,6 56,956.9 72,172.1 1313 62,362.3 6,256.25 67,267.2 57,457.4 14fourteen 1,71.7 1,41.4 23,823.8 19,719.7 15fifteen 33,433,4 1,21,2 36,036.0 34,534.5 1616 7,27.2 10,710.7 77,877.8 67,367.3 1717 98,798.7 11,711.7 72,272,2 78,178.1 18eighteen 74,674.6 12,812.8 23,523.5 32,332,3 1919 43,143.1 132,8132.8 184,2184.2 179,3179.3 20twenty 67,367.3 132,0132.0 154,7154.7 165,7165.7

Таблица 3Table 3 Клинический статус больных туберкулезом, выявленных с использованием рекомбинантного белка rCFP10 с помощью IFN-γ-анализаClinical status of tuberculosis patients identified using recombinant rCFP10 protein using IFN-γ analysis N п/пN p / p Туберкулезная инфекцияTuberculosis infection Чувствительность (%)Sensitivity (%) Специфичность(%)Specificity(%) 1one Инфильтративный туберкулез легкихInfiltrative pulmonary tuberculosis 83-9483-94 86-9786-97 22 Очаговый туберкулез легкихFocal pulmonary tuberculosis 82-9382-93 90-9490-94 33 Диссеминированный туберкулез легкихDisseminated pulmonary tuberculosis 80-9280-92 82-9482-94 4four Фиброзно-кавернозный туберкулез легкихFibro-cavernous pulmonary tuberculosis 87-9587-95 93-10093-100

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (3)

1. Рекомбинантная плазмидная ДНК рТВ232, кодирующая гибридный полипептид GST-CFP10 со свойствами микобактериального антигена CFP10, со средней молекулярной массой 3,4 МДа, имеет размер 5257 п.н. и состоит из следующих элементов:
EcoRI-BamHI-фрагмента векторной плазмиды pGEX-2T (Pharmacia Biotech) размером 4938 п.н., содержащего ген β-лактамазы, индуцируемый tac-промотор, внутренний ген lacIq, кодирующий белок-репрессор лактозного оперона, фрагмент гена глутатион-3-трансферазы из S.japonicum с множественным сайтом для клонирования генов в 3'-концевой части этого гена и нуклеотидной последовательностью для сайта протеолиза тромбина, располагающейся перед множественным сайтом для клонирования;
EcoRI-BamHI-фрагмента размером 319 п.н., содержащего фланкированный сайтами для эндонуклеаз рестрикции EcoRI и BarnHI полный ген белка CFP10, полученный амплификацией соответствующего гену фрагмента с геномной ДНК М.tuberculosis;
содержит:
в качестве генетического маркера ген β-лактамазы, детерминирующий устойчивость трансформированных плазмидой рТВ232 клеток E.coli к антибиотику ампициллину;
уникальные сайты рестрикции: BamHI - 930/934, EcoRI - 1249/1253.
1. Recombinant plasmid DNA rTB232 encoding the GST-CFP10 hybrid polypeptide with the properties of the mycobacterial antigen CFP10, with an average molecular weight of 3.4 MDa, has a size of 5257 bp and consists of the following elements:
4938 bp EcoGi-BamHI fragment of the vector plasmid pGEX-2T (Pharmacia Biotech) containing the β-lactamase gene, inducible tac promoter, lacI q internal gene encoding the lactose operon repressor protein, glutathione-3- gene fragment transferases from S. japonicum with a multiple site for cloning genes at the 3'end of this gene and a nucleotide sequence for a thrombin proteolysis site located in front of the multiple cloning site;
319 bp EcoRI-BamHI fragment containing the complete CFP10 protein gene flanked by restriction endonuclease sites EcoRI and BarnHI by amplification of the corresponding gene fragment with M. tuberculosis genomic DNA;
contains:
as a genetic marker, the β-lactamase gene that determines the resistance of the antibiotic ampicillin transformed with the plasmid pTV232 E. coli;
unique restriction sites: BamHI - 930/934, EcoRI - 1249/1253.
2. Рекомбинантный штамм бактерий Escherichia coli BL21/pTB232, содержащий рекомбинантную плазмидную ДНК рТВ232, согласно п.1, и депонированный в Коллекции микроорганизмов ФГУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора под номером В-1027, продуцент гибридного полипептида GST-CFP10 со свойствами микобактериального антигена CFP10.2. The recombinant bacterial strain Escherichia coli BL21 / pTB232, containing the recombinant plasmid DNA rTV232, according to claim 1, and deposited in the Microorganism Collection FGUN SSC VB "Vector" Rospotrebnadzor under the number B-1027, producer of the hybrid GST-CFP10 polypeptide with the properties of mycobacterial CFP10. 3. Рекомбинантный полипептид GST-CFP10, продуцируемый рекомбинантным штаммом E.coli BL21/pTB232, по п.2, содержит в качестве белка-носителя N-концевой полипептидный фрагмент глутатион-S-трансферазы S.j. (226 а.о. с молекулярной массой 26,3 кДа), соединенный через концевой сайт гидролиза тромбином (LVPR^GS) с С-концевым полипептидным фрагментом видоспецифичного микобактериального антигена CFP10 (100 а.о. с молекулярной массой 10,8 кДа), и имеет полную аминокислотную последовательность (326 а.о., 37,1 кДа), приведенную на фиг.3. 3. The recombinant GST-CFP10 polypeptide produced by the recombinant E. coli strain BL21 / pTB232 according to claim 2, contains a N-terminal polypeptide fragment of glutathione-S-transferase S.j. as a carrier protein. (226 a.a. with a molecular weight of 26.3 kDa) connected via the thrombin hydrolysis terminal site (LVPR ^ GS) to the C-terminal polypeptide fragment of the species-specific mycobacterial antigen CFP10 (100 a.a. with a molecular weight of 10.8 kDa) , and has a complete amino acid sequence (326 aa, 37.1 kDa) shown in FIG.
RU2008107240/13A 2008-02-26 2008-02-26 RECOMBINANT PLASMID DNA pTB232, WHICH CODES HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN CFP10, RECOMBINANT STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli-PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE GST-CFP10 RU2381274C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008107240/13A RU2381274C2 (en) 2008-02-26 2008-02-26 RECOMBINANT PLASMID DNA pTB232, WHICH CODES HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN CFP10, RECOMBINANT STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli-PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE GST-CFP10

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008107240/13A RU2381274C2 (en) 2008-02-26 2008-02-26 RECOMBINANT PLASMID DNA pTB232, WHICH CODES HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN CFP10, RECOMBINANT STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli-PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE GST-CFP10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008107240A RU2008107240A (en) 2009-09-10
RU2381274C2 true RU2381274C2 (en) 2010-02-10

Family

ID=41165887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008107240/13A RU2381274C2 (en) 2008-02-26 2008-02-26 RECOMBINANT PLASMID DNA pTB232, WHICH CODES HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN CFP10, RECOMBINANT STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli-PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE GST-CFP10

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2381274C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458130C1 (en) * 2011-04-13 2012-08-10 Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор") RECOMBINANT PLASMID DNA pTB323 CODING HYBRID POLYPEPTIDE CST-DELTAMPT64 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN MPT64 (MPB64), RECOMBINANT ESCHERICHIA COLI BACTERIAL STRAIN - PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE CST-DELTAMPT64 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE CST-DELTAMPT64

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458130C1 (en) * 2011-04-13 2012-08-10 Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" (ФБУН ГНЦ ВБ "Вектор") RECOMBINANT PLASMID DNA pTB323 CODING HYBRID POLYPEPTIDE CST-DELTAMPT64 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN MPT64 (MPB64), RECOMBINANT ESCHERICHIA COLI BACTERIAL STRAIN - PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE CST-DELTAMPT64 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE CST-DELTAMPT64

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008107240A (en) 2009-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brodin et al. ESAT-6 proteins: protective antigens and virulence factors?
Spencer et al. Identification of specific proteins and peptides in Mycobacterium leprae suitable for the selective diagnosis of leprosy
Napolitani et al. Clonal analysis of Salmonella-specific effector T cells reveals serovar-specific and cross-reactive T cell responses
JP7231665B2 (en) Compositions and methods for diagnosing Lyme disease and predicting Lyme disease spirochete clearance after treatment
Qi et al. Development of a rapid and visual nucleotide detection method for a Chinese epidemic strain of Orientia tsutsugamushi based on recombinase polymerase amplification assay and lateral flow test
WO2005090988A2 (en) Mycobacterium tuberculosis infection diagnostic test
Chen et al. Novel recombinant RD2-and RD11-encoded Mycobacterium tuberculosis antigens are potential candidates for diagnosis of tuberculosis infections in BCG-vaccinated individuals
Culha et al. Leishmaniasis in Turkey: determination of Leishmania species by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS)
Goosen et al. The evaluation of candidate biomarkers of cell-mediated immunity for the diagnosis of Mycobacterium bovis infection in African buffaloes (Syncerus caffer)
Pathakumari et al. PpiA antigen specific immune response is a potential biomarker for latent tuberculosis infection
Wu et al. Single nucleotide polymorphisms in P2X7 gene are associated with serum immunoglobulin G responses to Mycobacterium tuberculosis in tuberculosis patients
Xiao et al. Development and evaluation of a loop-mediated isothermal amplification assay for the detection of Treponema pallidum DNA in the peripheral blood of secondary syphilis patients
Kulshrestha et al. Expression and purification of recombinant antigens of Mycobacterium tuberculosis for application in serodiagnosis
Le Moigne et al. Expression, immunochemical characterization and localization of the Mycobacterium tuberculosis protein p27
Sechi et al. Immunogenicity and cytoadherence of recombinant heparin binding haemagglutinin (HBHA) of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis: functional promiscuity or a role in virulence?
Cáceres et al. The Mycobacterium tuberculosis membrane protein Rv0180c: Evaluation of peptide sequences implicated in mycobacterial invasion of two human cell lines
Phillips et al. Vaccination of koalas during antibiotic treatment for Chlamydia-induced cystitis induces an improved antibody response to Chlamydia pecorum
Movahedi et al. IFN-γ and IL-2 responses to recombinant AlaDH against ESAT-6/CFP-10 fusion antigens in the diagnosis of latent versus active tuberculosis infection
RU2381274C2 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pTB232, WHICH CODES HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN CFP10, RECOMBINANT STRAIN OF BACTERIA Escherichia coli-PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE GST-CFP10 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE GST-CFP10
Mirahmadi et al. High-level expression of immunogenic recombinant plasmodium vivax merozoite surface protein (pvmsp-142 kda) in pgex 6p1 vector
RU2458130C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pTB323 CODING HYBRID POLYPEPTIDE CST-DELTAMPT64 WITH PROPERTIES OF SPECIES-SPECIFIC MYCOBACTERIAL ANTIGEN MPT64 (MPB64), RECOMBINANT ESCHERICHIA COLI BACTERIAL STRAIN - PRODUCER OF HYBRID POLYPEPTIDE CST-DELTAMPT64 AND RECOMBINANT POLYPEPTIDE CST-DELTAMPT64
Hemati et al. Cloning and characterization of MAP2191 gene, a mammalian cell entry antigen of Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis
RU2282661C2 (en) Recombinant plasmide encoding hybrid gst-esat-6 polypeptide having activities of species-specific mycobacterial esat-6 antigen, recombinant escherichia coli strain as producer of hybrid gst-esat-6 polypeptide and recombinant gst-esat-6 polypeptide
Rizvi et al. Role of alpha-crystallin, early-secreted antigenic target 6-kDa protein and culture filtrate protein 10 as novel diagnostic markers in osteoarticular tuberculosis
CN107530414B (en) Mycobacterium tuberculosis antigen for distinguishing active tuberculosis infection and latent tuberculosis infection and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150227