RU2430161C2 - RECOMBINANT PLASMID DNA pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, CODING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, STRAIN OF Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - SAID PROTEIN PRODUCENT AND METHOD OF OBTAINING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - Google Patents

RECOMBINANT PLASMID DNA pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, CODING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, STRAIN OF Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - SAID PROTEIN PRODUCENT AND METHOD OF OBTAINING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 Download PDF

Info

Publication number
RU2430161C2
RU2430161C2 RU2009126233/10A RU2009126233A RU2430161C2 RU 2430161 C2 RU2430161 C2 RU 2430161C2 RU 2009126233/10 A RU2009126233/10 A RU 2009126233/10A RU 2009126233 A RU2009126233 A RU 2009126233A RU 2430161 C2 RU2430161 C2 RU 2430161C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cfp2
turboyfp
mbp7
protein
pqe30
Prior art date
Application number
RU2009126233/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009126233A (en
Inventor
Александр Габибович Габибов (RU)
Александр Габибович Габибов
Алексей Анатольевич Белогуров (RU)
Алексей Анатольевич Белогуров
Наталья Александровна Пономаренко (RU)
Наталья Александровна Пономаренко
Мария Юрьевна Захарова (RU)
Мария Юрьевна Захарова
Анатолий Иванович Мирошников (RU)
Анатолий Иванович Мирошников
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное Агентство по науке и инновациям
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 Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное Агентство по науке и инновациям filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Priority to RU2009126233/10A priority Critical patent/RU2430161C2/en
Publication of RU2009126233A publication Critical patent/RU2009126233A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2430161C2 publication Critical patent/RU2430161C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: in order to obtain protein PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, constructed is recombinant plasmid DNA PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 with size 4916 bp, coding hybrid protein, containing sequence of proteins PS-CFP2 and Turbo YFP, bound with fragment of myelin basic protein 80-104. Composition of plasmid DNA also includes promoter of T5 PHK-polymerase transcription, site of ribosome binding; fragment of DNA plasmid gen of β-lactamase, determining stability of Escherichia coli cells to ampicillin, as genetic marker. Obtained plasmid DNA is used to transform cells of Escherichia coli strain BL21(DE3) to obtain strain-producent of hybrid protein PS-CFP2/TurboYFP_MBP7. In order to obtain protein PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 cultivation of strain-producent of Escherichia coli BL21 (DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 is performed, cells are destroyed and target protein is purified by method of affine and gel-filtration chromatography.
EFFECT: invention makes it possible to increase biosensor sensitivity and stability and extend its specificity in respect to pool of catalytic antibodies.
3 cl, 7 dwg, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области биотехнологии, и может найти применение в медицине для создания инновационного биомаркера рассеянного склероза, а также продиагностического и диагностического критерия.The invention relates to the field of biotechnology, and may find application in medicine to create an innovative biomarker of multiple sclerosis, as well as a diagnostic and diagnostic criterion.

В последнее десятилетие роль В-клеточного ответа, сопровождающегося образованием антител к собственным антигенам, приобретает все большее значение в этиологии и патогенезе аутоиммунных заболеваний. Среди патологий аутоиммунной природы особое место занимает рассеянный склероз (PC) - хроническое нейродегенератавное заболевание, приводящее к разрушению миелиновой оболочки нервных волокон. На данный момент не вызывает сомнений, что аутоантитела, вырабатываемые на мажорный компонент миелиновой оболочки - основной белок миелина (ОБМ), являются одним из важных патогенных факторов, влияющих на деградацию нервных волокон в центральной нервной системе при PC. Диагностика PC и прогностические критерии развития заболевания нуждаются в совершенствовании и дополнительной верификации. Существующий сегодня комплекс функциональных тестов, основанный на клинической картине течения болезни и составивший основу для создания единой шкалы инвалидизации пациентов (EDSS), также нуждается в дополнительном количественном уточнении. Одним из основных компонентов диагностического комплекса являются данные магнитно-резонансной томографии (МРТ) головного мозга пациентов. Однако выявляемые с помощью этого метода очаги демиелинизации не всегда являются абсолютно однозначным свидетельством развития PC, т.к. могут быть вызваны другими нейродегенеративными и посттравматическими процессами.In the last decade, the role of the B-cell response, accompanied by the formation of antibodies to its own antigens, has become increasingly important in the etiology and pathogenesis of autoimmune diseases. Among the pathologies of an autoimmune nature, a special place is occupied by multiple sclerosis (PC), a chronic neurodegenerative disease that leads to the destruction of the myelin sheath of nerve fibers. At the moment, there is no doubt that autoantibodies produced on the major component of the myelin sheath, the main myelin protein (MBM), are one of the important pathogenic factors that affect the degradation of nerve fibers in the central nervous system in PC. Diagnosis of PC and prognostic criteria for the development of the disease need improvement and additional verification. The current complex of functional tests, based on the clinical picture of the course of the disease and forming the basis for creating a unified patient disability scale (EDSS), also needs additional quantitative refinement. One of the main components of the diagnostic complex is the data of magnetic resonance imaging (MRI) of the brain of patients. However, the foci of demyelination detected using this method are not always an absolutely clear evidence of the development of PC, because can be caused by other neurodegenerative and post-traumatic processes.

Известны разнообразные способы получения биосенсора на различные высокотоксичные патогены на основе двухбелковой флуоресцентной системы (патенты США №7495069, опубл. 2009 г., №7183066, опубл. 2007 г.; заявка WO/2000/073437, опубл. 2000 г.). Известен также биосенсор с принципом резонансного переноса энергии на различные высокотоксичные патогены на основе двухбелковой флуоресцентной системы (приведен в заявке РСТ/СА 2000/000620, опубл. 2000 г.). Общим серьезным недостатком приведенных сенсоров является неспособность измерения активности особого типа протеиназ - каталитических антител, специфичных к основному белку миелина, присутствующих в сыворотке крови больных рассеянным склерозом.A variety of methods are known for producing a biosensor for various highly toxic pathogens based on a two-protein fluorescence system (US Pat. No. 7495069, publ. 2009, No. 7183066, publ. 2007; application WO / 2000/073437, publ. 2000). Also known is a biosensor with the principle of resonant energy transfer to various highly toxic pathogens based on a two-protein fluorescent system (given in PCT / CA 2000/000620, published in 2000). A common serious drawback of these sensors is the inability to measure the activity of a particular type of proteinase — catalytic antibodies specific for the myelin basic protein present in the blood serum of patients with multiple sclerosis.

Известен наиболее близкий к заявленному биосенсор (Пономаренко Н.А. «Каталитические антитела - протеиназы», М., 2008, автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, с.49). Серьезными недостатками данного биосенсора являются недостаточная точность и низкая стабильность.Known closest to the claimed biosensor (Ponomarenko N. A. "Catalytic antibodies - proteinases", M., 2008, abstract of the dissertation for the degree of Doctor of Biological Sciences, p. 49). Serious disadvantages of this biosensor are insufficient accuracy and low stability.

Задачей изобретения является создание биосенсора на основе генетических конструкций для измерения активности каталитических антител, специфичных к основному белку миелина, присутствующих в сыворотке крови больных рассеянным склерозом.The objective of the invention is the creation of a biosensor based on genetic constructs for measuring the activity of catalytic antibodies specific for the myelin basic protein present in the blood serum of patients with multiple sclerosis.

Поставленная задача решается за счет:The problem is solved by:

конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 размером 4916 п.о., кодирующей гибридный белок PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, содержащий последовательность белков PS-CFP2 и Turbo YFP, соединенных фрагментом основного белка миелина 80-104, и имеющий аминокислотную последовательность SEQ ID NO: 1, где рекомбинантная плазмидная ДНК имеет физическую карту, представленную на фиг.1, и состоит из:for the construction of a 4916 bp pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 recombinant plasmid DNA encoding the PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 fusion protein containing the sequence of PS-CFP2 and Turbo YFP proteins connected by a fragment of the main myelin protein 80-104 and having the amino acid sequence SEQ ID NO: 1, where the recombinant plasmid DNA has a physical map shown in figure 1, and consists of:

- фрагмента ДНК, содержащего промотор транскрипции Т5 РНК-полимеразы, участок связывания рибосомы и последовательность гибридного белка PS-CFP2/TurboYFP_MBP7;a DNA fragment containing a T5 RNA polymerase transcription promoter, a ribosome binding site, and a PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 fusion protein sequence;

- фрагмента ДНК плазмиды pQe30, содержащего терминатор транскрипции Т5-РНК-полимеразы бактериофага Т5 и сайт инициации репликации;a DNA fragment of the plasmid pQe30 containing the transcriptional terminator of the T5 RNA polymerase of the bacteriophage T5 and the site of replication initiation;

- фрагмента ДНК гена β-лактамазы, детерминирующий устойчивость трансформированных плазмидой pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 клеток Escherichia coli к ампициллину, в качестве генетического маркера;- a DNA fragment of the β-lactamase gene that determines the resistance of ampicillin to Escicichin coli transformed with the plasmid pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7, as a genetic marker;

также за счет штамма Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - продуцента гибридного белка PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, полученного путем трансформации клеток штамма Escherichia coli BL21(DE3) рекомбинантной плазмидной ДНК pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7;also due to the Escherichia coli strain BL21 (DE3) / pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 - producer of the PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 hybrid protein obtained by transformation of Escherichia coli BL21 (DE3) cells of the recombinant plasmid DNA pQe2BPo-Turbo plasmid pQP_BYo-PS;

и за счет способа получения белка PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, включающего культивирование штамма-продуцента Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30 PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, разрушение клеток и очистку белка PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 методом аффинной и гель-фильтрационной хроматографии.and due to the method of producing the PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 protein, including culturing the producer strain Escherichia coli BL21 (DE3) / pQe30 PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7, cell disruption and purification of the PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 protein by affinity and gel chromatography.

Преимуществами биосенсора является значительно расширенная гамма определяемых патогенных антител за счет введенных фланкирующих аминокислотных остатков и, в то же время, увеличенная стабильность в растворе вследствие значительного уменьшения физического взаимодействия белков-флуорофоров. По сравнению с известным биосенсором расширилась как чувствительность бисенсора, так и его специфичность в отношении пула каталитических антител. Инновационные свойства биосенсора позволяют использовать его для всего круга пациентов с рассеянным склерозом (как для прогрессирующей, так и для ремиттирующей стадий), что невозможно было достигнуть ранее. Внедренные аминокислотные инсерции также значительно повысили физико-химические свойства биосенсора. Пониженная молекулярная интерференция белков-флуорофоров увеличивает стабильность биосенсора и квантовый выход резонансного переноса энергии. Достигнутый технический результат состоит в улучшенной точности, высокой стабильности биосенсора при хранении и процедуре анализа, что, в свою очередь, значительно повысило эффективность и простоту диагностики. Высокая чувствительность и селективность биосенсора снижает количество ложно-положительных результатов и позволяет уверенно различать рассеянный склероз и другие нейродегенеративные заболевания при диагностике.The biosensor's advantages are a significantly expanded gamma of detectable pathogenic antibodies due to the introduced flanking amino acid residues and, at the same time, increased stability in solution due to a significant decrease in the physical interaction of fluorophore proteins. Compared to the known biosensor, both the sensitivity of the bisensor and its specificity with respect to the pool of catalytic antibodies have expanded. The innovative properties of the biosensor allow it to be used for the entire circle of patients with multiple sclerosis (both for progressive and remitting stages), which could not be achieved earlier. The introduced amino acid insertions also significantly increased the physicochemical properties of the biosensor. Reduced molecular interference of fluorophore proteins increases the biosensor stability and the quantum yield of resonant energy transfer. The technical result achieved consists in improved accuracy, high stability of the biosensor during storage and analysis procedure, which, in turn, significantly increased the efficiency and ease of diagnosis. The high sensitivity and selectivity of the biosensor reduces the number of false-positive results and allows you to confidently distinguish between multiple sclerosis and other neurodegenerative diseases during diagnosis.

Преимущество предлагаемого изобретения заключается, во-первых, в том, что в результате осуществления способа получают белок, содержащий фрагмент основного белка миелина между двумя флуоресцентными белками, представляющий собой FRET-пару. Было однозначно показано, что введенные впервые фланкирующие аминокислотные последовательности крайне важны для связывания и последующего гидролиза биосенсора каталитическими патогенными антителами. Введение «якорных» концевых остатков значительно улучшило физико-химические характеристики продукта. Низкая токсичность целевого белка для штамма-продуцента позволяет достичь высоких выходов гибридного белка (около 20% от суммарного клеточного белка). Достоинством способа является простота технологии очистки EPeFRET. Высокий уровень экспрессии и его крайне высокая растворимость и стабильность в водных растворах позволяют осуществлять очистку в две стадии с получением гомогенности продукта более 98%. Для биосинтеза рекомбинантного белка применяются оптимальные регуляторные элементы, контролирующие его экспрессию: промотор и терминатор для высокопроцессивной РНК-полимеразы бактериофага Т5, консенсусный сайт связывания бактериальной рибосомы, стартовый и стоп-кодоны.The advantage of the invention is, firstly, that as a result of the method, a protein is obtained containing a fragment of the myelin basic protein between two fluorescent proteins, which is an FRET pair. It was clearly shown that the first introduced flanking amino acid sequences are extremely important for the binding and subsequent hydrolysis of the biosensor by catalytic pathogenic antibodies. The introduction of "anchor" end residues significantly improved the physicochemical characteristics of the product. The low toxicity of the target protein for the producer strain allows to achieve high yields of the hybrid protein (about 20% of the total cellular protein). The advantage of this method is the simplicity of EPeFRET cleaning technology. The high level of expression and its extremely high solubility and stability in aqueous solutions allow purification in two stages to obtain product homogeneity of more than 98%. For the biosynthesis of a recombinant protein, optimal regulatory elements that control its expression are used: a promoter and terminator for the highly processive T5 bacteriophage RNA polymerase, a consensus bacterial ribosome binding site, and start and stop codons.

Конструирование новой плазмидной ДНК pQe30_PS-CFP2/TwboYFP_MBP7, содержащей флуоресцентные белки PS-CFP2 и TurboYFP, соединенные фрагментом ОБМ80-104 (EPeFRET), производят путем замены исходного линкера одностадийным клонированием с использованием двух олигонуклеотидов. Отбор положительных клонов проводят при помощи ПЦР с использованием специфических праймеров и последующим рестриктным анализом выделенной плазмидной ДНК. Структуру гена, кодирующего гибридный белок, содержащий фрагмент ОБМ 80-104, определяют секвенированием по методу Сэнгера. Экспрессию EPeFRET проводят в штамме E.coli BL21(DE3). При подросте культуры на 37°С после достижения оптической плотности OD600 0.6-0.8 единиц клеточную суспензию переносят на комнатную температуру и инкубируют 24-36 часов для созревания хромофора. Растворимую фракцию белков получают следующим образом. Клеточный лизат наносят на предварительно уравновешенный буфером металлохелатный сорбент Talon Superflow (BD, США) на скорости 1 мл/мин. Затем колонку промывают 100-120 объемами раствора, содержащего 50 мМ фосфата натрия, 300 мМ NaCl, pH 7.0. Элюцию рекомбинантного белка проводят 50 мМ раствором ЭДТА на скорости 0.5 мл/мин. Далее проводят гель-фильтрацию на колонке Superdex 75 в растворе PBS/TBS на скорости 0.5 мл/мин. Полученный раствор белка держат неделю при температуре 10°С с 0.05% азидом натрия для окончательного созревания хромофора. Измерения флуоресценции проводят на флуориметре Саrу Eclipse (Varian) и планшетном ридере Tecan Genios (Tecan) при длине волны возбуждения и испускания 405 и 538 нм соответственно.The construction of a new plasmid DNA pQe30_PS-CFP2 / TwboYFP_MBP7 containing the fluorescent proteins PS-CFP2 and TurboYFP connected by the OBM80-104 fragment (EPeFRET) is carried out by replacing the original linker with single-stage cloning using two oligonucleotides. The selection of positive clones is carried out using PCR using specific primers and subsequent restriction analysis of the isolated plasmid DNA. The structure of a gene encoding a fusion protein containing an OBM fragment 80-104 is determined by sequencing according to the Sanger method. EPeFRET expression is carried out in E. coli strain BL21 (DE3). When the undergrowth of the culture is 37 ° C after reaching an optical density of OD 600 of 0.6-0.8 units, the cell suspension is transferred to room temperature and incubated for 24-36 hours to mature the chromophore. The soluble protein fraction is prepared as follows. The cell lysate is applied onto Talon Superflow metal chelate sorbent previously balanced with buffer at a rate of 1 ml / min. Then the column is washed with 100-120 volumes of a solution containing 50 mm sodium phosphate, 300 mm NaCl, pH 7.0. Recombinant protein is eluted with a 50 mM EDTA solution at a rate of 0.5 ml / min. Next, gel filtration is performed on a Superdex 75 column in a PBS / TBS solution at a rate of 0.5 ml / min. The resulting protein solution is kept for a week at a temperature of 10 ° C with 0.05% sodium azide for the final maturation of the chromophore. Fluorescence measurements were carried out on a Saru Eclipse fluorometer (Varian) and a Tecan Genios (Tecan) plate reader at an excitation and emission wavelength of 405 and 538 nm, respectively.

Рекомбинантная плазмидная ДНК pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, кодирующая гибридный белок EPeFRET, содержащий пептид ОБМ 80-104, характеризуется следующими признаками:Recombinant plasmid DNA pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 encoding an EPeFRET fusion protein containing the OBM 80-104 peptide is characterized by the following features:

- имеет размер молекулы 4916 п.о.;- has a molecular size of 4916 bp .;

- кодирует гибридный белок EPeFRET, содержащий модифицированную последовательность белков PS-CFP2 и Turbo, соединенных фрагментом основного белка миелина 80-104;- encodes a hybrid protein EPeFRET containing a modified sequence of proteins PS-CFP2 and Turbo, connected by a fragment of the main myelin protein 80-104;

- состоит из фрагмента ДНК, содержащего промотор транскрипции Т5-РНК-полимеразы, участок связывания рибосомы и последовательность гибридного полипептида PS-CFP2/TurboYFP MBP7, содержащего последовательность белков PS-CFP2 и Turbo, соединенных фрагментом основного белка миелина 80-104 и фрагмента ДНК плазмиды рQе30, содержащего терминатор транскрипции Т5-РНК-полимеразы, сайт инициации репликации и ген β-лактамазы;- consists of a DNA fragment containing a T5 RNA polymerase transcription promoter, a ribosome binding site and a sequence of a PS-CFP2 / TurboYFP MBP7 hybrid polypeptide containing a sequence of PS-CFP2 and Turbo proteins connected by a fragment of the myelin 80-104 basic protein and a plasmid DNA fragment pQe30 containing a transcriptional terminator of T5 RNA polymerase, a replication initiation site and a β-lactamase gene;

- имеет уникальную совокупность признаков: промотор и терминатор транскрипции РНК-полимеразы бактериофага Т5; сайт связывания рибосомы; искусственный ген, кодирующий гибридный белок PS-CFP2/TurboYFP MBP7, содержащий последовательность бежов PS-CFP2 и Turbo, соединенных фрагментом основного белка миелина 80-104; ген β-лактамазы, детерминирующей устойчивость трансформированных плазмидой pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 клеток к ампициллину.- has a unique combination of features: promoter and terminator of transcription of RNA polymerase of bacteriophage T5; ribosome binding site; an artificial gene encoding a PS-CFP2 / TurboYFP MBP7 fusion protein comprising a sequence of PS-CFP2 and Turbo beige linked by a fragment of myelin basic protein 80-104; a β-lactamase gene that determines the resistance of ampicillin to the cells transformed with plasmid pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7.

Для получения штамма-продуцента гибридного белка EPeFRET препаратом плазмидной ДНК pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 трансформируют компетентные клетки Escherichia coli BL21(DE3) и проводят отбор клонов, обладающих способностью экспрессировать рекомбинантный белок. Наличие и уровень экспрессии рекомбинантных белков контролируют с помощью денатурирующего ПААГ-электрофореза.To obtain the producer strain of the hybrid protein EPeFRET, plasmid DNA preparation pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 transforms the competent cells of Escherichia coli BL21 (DE3) and selects clones capable of expressing the recombinant protein. The presence and level of expression of recombinant proteins is monitored by denaturing PAAG electrophoresis.

Клетки растут при температуре от 4°С до 40°С при оптимуме рН от 6,8 до 7,5. В качестве источника азота используют как минеральные соли в аммонийной форме, так и органические соединения в виде пептона, триптона, дрожжевого экстракта, аминокислот и т.д. В качестве источника углерода используют аминокислоты, глицерин, углеводы. Клетки проявляют устойчивость к ампициллину (до 500 мкг/мл), обусловленную наличием в плазмиде pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 гена β-лактамазы (bla).Cells grow at temperatures from 4 ° C to 40 ° C with optimum pH from 6.8 to 7.5. As a source of nitrogen, both mineral salts in the ammonium form and organic compounds in the form of peptone, tryptone, yeast extract, amino acids, etc. are used. Amino acids, glycerin, carbohydrates are used as a carbon source. Cells are resistant to ampicillin (up to 500 μg / ml) due to the presence of the β-lactamase (bla) gene in plasmid pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7.

Преимущества штамма E.coli BL21 (DE3) в качестве основы для создания штамма-продуцента заключаются в использовании бактерий с фенотипом Lon OmpT, что исключает возможность протеолитического расщепления синтезируемого рекомбинантного белка и загрязнения препарата наиболее активными протеазами E.coli. В хромосомную ДНК BL21 (DЕ3) интегрирован ген Т5-РНК полимеразы, что, совместно с использованием Т5 промотора и Т5 терминатора в плазмиде pQe30 PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, обеспечивает быструю и эффективную продукцию белка клетками Е.coli при индукции изопропилтио-β-D-галактозидом или лактозой.The advantages of the E. coli BL21 (DE3) strain as the basis for creating the producer strain are the use of bacteria with the Lon OmpT phenotype, which excludes the possibility of proteolytic cleavage of the synthesized recombinant protein and contamination of the drug with the most active E. coli proteases. The T5-RNA polymerase gene is integrated into BL21 (DE3) chromosomal DNA, which, together with the use of the T5 promoter and T5 terminator in the pQe30 PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 plasmid, provides fast and efficient protein production by E. coli cells upon isopropylthio-β-D induction -galactoside or lactose.

Клетки Е.coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 являются хорошим продуцентом биосенсора вследствие введенной в них уникальной плазмиды pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7. При индукции изопропилтио-β-D-галактозидом происходит эффективный биосинтез гибридного белка EPeFRET, который накапливается в клетках в количестве 20-25% от суммарного белка бактерии.E. coli BL21 (DE3) / pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 cells are a good biosensor producer due to the unique plasmid pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 introduced into them. Upon induction with isopropylthio-β-D-galactoside, an effective biosynthesis of the EPeFRET hybrid protein occurs, which accumulates in the cells in an amount of 20-25% of the total bacterial protein.

Биосинтез продукта проводят следующим образом: клетки штамма E.coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 выращивают в богатой среде (например, 2×YT) с добавлением 100-200 мкг/мл ампициллина. При подросте культуры на 37°С после достижения оптической плотности OD600 0.6-0.8 единиц индуцируют синтез белка изопропил-β-D-галактозидом в концентрации 0,1-1,0 мМ, далее клеточную суспензию переносят на комнатную температуру и инкубируют 24-36 часов для созревания хромофора. Увеличение выхода рекомбинантного белка может быть достигнуто с помощью принудительной аэрации культуральной жидкости и использования обогащенных питательных сред (например, с добавлением глюкозы).The biosynthesis of the product is carried out as follows: cells of the E. coli strain BL21 (DE3) / pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 are grown in a rich medium (for example, 2 × YT) with the addition of 100-200 μg / ml ampicillin. In an undergrowth culture at 37 ° C, after reaching an optical density of OD 600 of 0.6-0.8 units, protein synthesis is induced with isopropyl-β-D-galactoside at a concentration of 0.1-1.0 mM, then the cell suspension is transferred to room temperature and incubated 24-36 hours for the maturation of the chromophore. An increase in the yield of recombinant protein can be achieved by forced aeration of the culture fluid and the use of enriched culture media (for example, with the addition of glucose).

Способ получения белка EPeFRET из клеток продуцента включает следующие стадии: отделение бактерий от культуральной среды с помощью центрифугирования, их разрушение одним из обычно применяемых способов (ультразвуковой дезинтеграцией, химическим лизисом с использованием детергентов и хаотропных агентов), отделение от телец включения и водонерастворимых компонентов клетки и очистку целевого белка методом аффинной и гель-проникающей хроматографии.The method for producing EPeFRET protein from producer cells includes the following stages: separation of bacteria from the culture medium by centrifugation, their destruction by one of the commonly used methods (ultrasonic disintegration, chemical lysis using detergents and chaotropic agents), separation from inclusion bodies and water-insoluble cell components, and purification of the target protein by affinity and gel permeation chromatography.

Идентичность белка EPeFRET заявленному устанавливают методами ПААГ-электрофореза в трис-трициновой системе, MALDI-времяпролетной масс-спектрометрии, секвенированием N-концевой аминокислотной последовательности по методу Эдмана, а также тестированием на предмет расщепления природными протеазами и высокоочищенными каталитическими антителами. Степень очистки EPeFRET определяют методами ПААГ-электрофореза в трис-трициновой системе и MALDI-времяпролетной масс-спектрометрии. Выход EPeFRET, полученного заявленным способом, с чистотой не менее 95% составляет не менее 4 мг/л культуры.The identity of the EPeFRET protein to the claimed one is established by the methods of PAGE-electrophoresis in the Tris-Tricin system, MALDI time-of-flight mass spectrometry, sequencing of the N-terminal amino acid sequence according to the Edman method, as well as testing for cleavage by natural proteases and highly purified catalytic antibodies. The degree of purification of EPeFRET is determined by the methods of PAGE-electrophoresis in Tris-tricin system and MALDI time-of-flight mass spectrometry. The yield of EPeFRET obtained by the claimed method with a purity of not less than 95% is not less than 4 mg / l of culture.

Изобретение иллюстрируют чертежамиThe invention is illustrated by drawings.

Фиг.1. Физическая карта рекомбинантной плазмиды pQe PS-CFP2/TurboYFP MBP7. BamHI, BglII, HindIII - сайты рестрикции; Т5 promoter - промотор транскрипции; PS-CFP2 - последовательность, кодирующая флуоресцентный циановый белок; YSP -последовательность, кодирующая флуоресцентный желтый белок, MBP7 - последовательность, кодирующая последовательность основного белка миелина 80-104.Figure 1. Physical map of the recombinant plasmid pQe PS-CFP2 / TurboYFP MBP7. BamHI, BglII, HindIII - restriction sites; T5 promoter - transcription promoter; PS-CFP2 is a sequence encoding a fluorescent cyan protein; YSP sequence encoding a fluorescent yellow protein, MBP7 is a sequence encoding the sequence of the main myelin protein 80-104.

Фиг.2. Принципиальная схема FRET-подхода к исследованию кинетики абзиматической реакции. Снизу показано изменение спектра флуоресценции при срабатывании биосенсора.Figure 2. Schematic diagram of the FRET approach to the study of the kinetics of abzymatic reaction. Below shows the change in the fluorescence spectrum when the biosensor is triggered.

Фиг.3. Кривые ингибирования абзиматического и ферментативного гидролиза EPeFRET слитным белком Тrх с фрагментом ОБМ80-104 (А), его мутантом R97A (Б), Сорахоnе (В) и белком-носителем (Г).Figure 3. Inhibition curves of abzymatic and enzymatic hydrolysis of EPeFRET with the Trx fusion protein with the OBM80-104 fragment (A), its mutant R97A (B), Sorakhone (C) and the carrier protein (D).

Фиг.4. Схематическое представление доли пациентов с различными формами PC (RR - ремитирующая, PP/SP - прогрессирующая), больных другими нейродегенеративными заболеваниями (OND), а также здоровых доноров, антитела которых проявляли каталитическую активность, измеренную биосенсором EPeFRET.Figure 4. Schematic representation of the proportion of patients with various forms of PC (RR - remitting, PP / SP - progressive), patients with other neurodegenerative diseases (OND), as well as healthy donors whose antibodies showed catalytic activity measured by the EPeFRET biosensor.

Изобретение иллюстрируют следующие примеры.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Конструирование рекомбинантной плазмидной ДНК pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7. В оригинальную плазмиду pQe30 (Qiagen) интегрируют 2 гена белков PS-CFP2 и turboYFP методом Quick change (быстрой замены), как описано в (Но, S.N., Hunt, H.D., Horton, R.M., Pullen, J.K., and Pease, L.R. (1989) Gene 77(1), 51-59).Example 1. Construction of recombinant plasmid DNA pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7. 2 genes of the PS-CFP2 and turboYFP proteins are integrated into the original pQe30 plasmid (Qiagen) using the Quick change method as described in (Ho, SN, Hunt, HD, Horton, RM, Pullen, JK, and Pease, LR (1989 ) Gene 77 (1), 51-59).

Вначале проводят стандартную ПЦР с оригинальных плазмид pPS-CFP2-C и pTurboYFP-C, содержащих гены PS-CFP2 и turboYFP соответственно, со следующих праймеров:First, standard PCR was performed from the original plasmids pPS-CFP2-C and pTurboYFP-C containing the PS-CFP2 and turboYFP genes, respectively, from the following primers:

Figure 00000001
Figure 00000001

Обе ПЦР проводят при следующих условиях:Both PCR is carried out under the following conditions:

Т=94°С - 5 минутT = 94 ° C - 5 minutes

1 цикл1 cycle

Т=94°С - 30 секундT = 94 ° C - 30 seconds

Т=60°С - 30 секундT = 60 ° C - 30 seconds

Т=72°С - 1 минутаT = 72 ° C - 1 minute

25 циклов25 cycles

Используют смесь Taq/Pfu полимераз (Fermentas) в соотношении 10/1.A Taq / Pfu polymerase mixture (Fermentas) was used in a 10/1 ratio.

Далее проводят ПЦР с использованием полученных ранее ПЦР-продуктов без использования праймеров при следующих условиях:Next, PCR is carried out using previously obtained PCR products without using primers under the following conditions:

Состав реакционной смеси:The composition of the reaction mixture:

Пцр - продукт гена PS-CFP2 - 2 мкл (0.75 мкг ДНК)PCR - product of the PS-CFP2 gene - 2 μl (0.75 μg DNA)

Пцр - продукт гена turboYFP - 2 мкл (0.75 мкг ДНК)PCR - product of the turboYFP gene - 2 μl (0.75 μg DNA)

реакционный буфер для herculase полимеразы - 0,6 мклreaction buffer for herculase polymerase - 0.6 μl

высокопроцессивная полимераза - Herculase (Amersham) - 0,1 мклhigh-performance polymerase - Herculase (Amersham) - 0.1 μl

дезоксирибонуклеотиды - 0,6 мкл (0,1 мМ каждого)deoxyribonucleotides - 0.6 μl (0.1 mm each)

вода mQ - 0,7 мклwater mQ - 0.7 μl

Режим ПЦР:PCR mode:

Т=94°С - 5 минут T = 94 ° C - 5 minutes

1 цикл1 cycle

Т=94°С - 30 секундT = 94 ° C - 30 seconds

Т=55°С - 30 секундT = 55 ° C - 30 seconds

Т=72°С - 15 минутT = 72 ° C - 15 minutes

5 циклов5 cycles

Далее проводят стандартный ПЦР с использованием полученного в предыдущем ПЦРNext, standard PCR is carried out using the PCR obtained in the previous one.

продукта в качестве матрицы в разведении 1/50product as a matrix in a dilution of 1/50

Т=94°С - 5 минутT = 94 ° C - 5 minutes

1 цикл1 cycle

Т=94°С - 30 секундT = 94 ° C - 30 seconds

Т=60°С - 30 секундT = 60 ° C - 30 seconds

Т=72°С - 1,5 минутыT = 72 ° C - 1.5 minutes

25 циклов25 cycles

Используют смесь Taq/Pfu полимераз (Fermentas) в соотношенииUse a mixture of Taq / Pfu polymerases (Fermentas) in the ratio

10/110/1

Полученный ПЦР продукт и плазмиду pQE30 подвергают рестрикции с использованием ферментов BamHI и HindIII с дальнейшим лигированием, результирующая конструкция получила название pQe_PS-CFP2/turboYFP_Bgl.The obtained PCR product and plasmid pQE30 are subjected to restriction using BamHI and HindIII enzymes with further ligation, the resulting construct is called pQe_PS-CFP2 / turboYFP_Bgl.

Далее плазмиду pQe_PS-CFP2/twboYFP_Bgl подвергают рестрикции с помощью фермента BglII и дальнейшему лигированию с олигонуклеотидом, соответствующим фрагменту ОБМ80-104, обработанными предварительно рестрикционными эндонуклеазами BglII и BclI. Конструкция, содержащая энцефалитогенный фрагмент ОБМ 80-104, получила название pQe_PS-CFP2/turboYFP_MBP7.Next, the plasmid pQe_PS-CFP2 / twboYFP_Bgl is subjected to restriction using the BglII enzyme and further ligation with the oligonucleotide corresponding to the OBM80-104 fragment treated with preliminarily restriction endonucleases BglII and BclI. A construct containing an encephalitogenic fragment of MBP 80-104 was called pQe_PS-CFP2 / turboYFP_MBP7.

Пример 2. Экспрессию слитных белков проводят в штамме E.coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 (продуцент гибридного белка PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, полученный путем трансформации клеток штамма Escherichia coli BL21(DE3) уникальной рекомбинантной плазмидной ДНК pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7). При подросте культуры на 37°С после достижения оптической плотности OD600 0.7 единиц, клеточную суспензию переносят на комнатную температуру и инкубируют 36 часов для созревания хромофора. Растворимую фракцию белков получают следующим образом. Супернатант наносят на предварительно уравновешенный буфером металлохелатный сорбент Talon Superflow (BD, США) на скорости 1 мл/мин. Затем колонку промывают 120 объемами раствора, содержащего 50 мМ фосфата натрия, 300 мМ NaCl, pH 7.0. Элюцию рекомбинантного белка проводят 50 мМ раствором ЭДТА на скорости 0.5 мл/мин. Далее проводят гель-фильтрацию на колонке Superdex 75 в растворе PBS/TBS на скорости 0.5 мл/мин. Полученный раствор белка держат неделю при температуре 10°С с 0.05% азидом натрия для окончательного созревания хромофора. Измерения флуоресценции проводят на флуориметре Саrу Eclipse (Varian) и планшетном ридере Tecan Genios (Tecan) при длине волны возбуждения и испускания 405 и 538 нм соответственно.Example 2. The expression of fusion proteins is carried out in the E. coli strain BL21 (DE3) / pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 (producer of the hybrid protein PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 obtained by transformation of Escherichia coli strain BL21 (DE3) cells with the unique recombinant plasmid PSP-pQPPQPPQPPQQPPQPPQQP2PQF2 / TurboYFP_MBP7). In an undergrowth culture at 37 ° C after reaching an optical density of OD 600 0.7 units, the cell suspension is transferred to room temperature and incubated for 36 hours to mature the chromophore. The soluble protein fraction is prepared as follows. The supernatant is applied to Talon Superflow metal chelate sorbent previously equilibrated with buffer at a rate of 1 ml / min. Then the column is washed with 120 volumes of a solution containing 50 mm sodium phosphate, 300 mm NaCl, pH 7.0. Recombinant protein is eluted with a 50 mM EDTA solution at a rate of 0.5 ml / min. Next, gel filtration is performed on a Superdex 75 column in a PBS / TBS solution at a rate of 0.5 ml / min. The resulting protein solution is kept for a week at a temperature of 10 ° C with 0.05% sodium azide for the final maturation of the chromophore. Fluorescence measurements were carried out on a Saru Eclipse fluorometer (Varian) and a Tecan Genios (Tecan) plate reader at an excitation and emission wavelength of 405 and 538 nm, respectively.

Все хроматографические стадии выделения проводят на приборах для скоростной и высокоэффективной жидкостной хроматографии (FPLC, HPLC) фирм Gilson и Waters (Millipore).All chromatographic isolation steps are carried out on devices for high-speed and high-performance liquid chromatography (FPLC, HPLC) firms Gilson and Waters (Millipore).

Выделение поликлональных IgG-антител из сывороток крови людей и мышей проводят по следующей схеме. Первоначально фракцию антител осаждают 50%-ным сульфатом аммония на 24 часа. Процедуру переосаждения повторяют трижды. Белки, полученные таким образом, разводят 1:10 по отношению к объему исходной сыворотки раствором PBS и наносят на скорости 0.5 мл/мин на колонку HiTrap Protein-G Sepahrose (Amresham, США). Затем колонку промывают 100 объемами буфера нанесения на скорости 2 мл/мин для отделения неспецифически сорбированных сывороточных белков. Фракцию иммуноглобулинов класса G элюируют с колонки 100 мМ раствором глицин-НСl рН 2.6 и незамедлительно нейтрализуют 2 М раствором трис-основания до рН 7.5.Isolation of polyclonal IgG antibodies from human and mouse sera is carried out according to the following scheme. Initially, the antibody fraction was precipitated with 50% ammonium sulfate for 24 hours. The reprecipitation procedure is repeated three times. The proteins thus obtained were diluted 1:10 with respect to the volume of the initial serum with PBS and applied at a rate of 0.5 ml / min on a HiTrap Protein-G Sepahrose column (Amresham, United States). The column is then washed with 100 volumes of application buffer at a rate of 2 ml / min to separate non-specifically adsorbed whey proteins. The class G immunoglobulin fraction was eluted from the column with a 100 mM glycine-HCl pH 2.6 solution and immediately neutralized with a 2 M Tris base solution to pH 7.5.

Выделение ОБМ-связывающих антител проводят методом аффинной хроматографии с использованием в качестве сорбента иммобилизованного на сефарозе основного белка миелина. Для этого тотальную фракцию IgG наносят на иммобилизованный ОБМ на скорости 0.05 мл/мин в PBS. Далее колонку промывают 90 объемами буфера нанесения на скорости 2 мл/мин. Элюцию ОБМ-связывающих антител с сорбента проводят 100 мМ раствором глицин-НСl рН 2.6 и нейтрализуют раствором трис-основания до рН 7.5.The isolation of MBP-binding antibodies is carried out by the method of affinity chromatography using the myelin basic protein immobilized on sepharose as a sorbent. For this, the total IgG fraction is applied to the immobilized MBP at a rate of 0.05 ml / min in PBS. The column is then washed with 90 volumes of application buffer at a rate of 2 ml / min. The elution of MBP-binding antibodies from the sorbent is carried out with a 100 mm solution of glycine-Hcl pH 2.6 and neutralized with a solution of Tris base to pH 7.5.

Идентификацию препаратов антител и оценку их чистоты проводят с помощью метода денатурирующего электрофореза в полиакриламидном геле с последующим окрашиванием серебром и иммуноферментным анализом.Identification of antibody preparations and assessment of their purity is carried out using the method of denaturing polyacrylamide gel electrophoresis followed by silver staining and enzyme-linked immunosorbent assay.

Кинетические измерения проводят с использованием различных концентраций EPeFRET (от 0.25 до 30 мкМ) в растворе PBS для антител или TBS-CaCl2 в случае ферментов. Кислотный буфер для катепсина D неприменим вследствие резкого уменьшения выхода флуоресценции субстрата в таких условиях. Конечные концентрации антител, трипсина и металлопротеазы матрикса-3 80, 40 и 30 нМ соответственно. Катепсин D неактивен в подобных концентрациях. Ингибирование осуществляют при постоянной концентрации EPeFRET 1 мкМ и изменяющейся концентрации ингибиторов от 0.001 до 100 мкМ приблизительно через порядок. Концентрацию антител берут 80 нМ, трипсина и ММР-3 - 10 нМ. Реакцию проводят в объеме 120 мкл в черных 96-ти луночных плашках, измерение ведут при 405/535 нм соответственно.Kinetic measurements are carried out using various concentrations of EPeFRET (0.25 to 30 μM) in a solution of PBS for antibodies or TBS-CaCl 2 in the case of enzymes. The acid buffer for cathepsin D is not applicable due to a sharp decrease in the yield of substrate fluorescence under such conditions. Final concentrations of antibodies, trypsin, and matrix-3 metalloprotease are 80, 40, and 30 nM, respectively. Cathepsin D is inactive at similar concentrations. Inhibition is carried out at a constant concentration of EPeFRET of 1 μM and a varying concentration of inhibitors from 0.001 to 100 μM in about an order of magnitude. The concentration of antibodies take 80 nm, trypsin and MMP-3 - 10 nm. The reaction is carried out in a volume of 120 μl in black 96-hole dies, the measurement is carried out at 405/535 nm, respectively.

Кинетические константы гидролиза EPeFRET аутоантителами, трипсином и металлопротеазой матрикса - 3, а также ингибирование данной реакции слитными белками и Сорахоnе, известным лекарственным средством при PC, представляющем собой сополимер лизина, глутаминовой кислоты, аланина и тирозина, представлены в таблице 1 и на фиг.2 и 3.The kinetic constants of the hydrolysis of EPeFRET by autoantibodies, trypsin and matrix metalloprotease-3, as well as the inhibition of this reaction by fusion proteins and Sorahone, a well-known drug for PC, which is a copolymer of lysine, glutamic acid, alanine and tyrosine, are presented in table 1 and figure 2 and 3.

Таблица 1Table 1 Тип биокатализатораType of biocatalyst Кинетические константы гидропиза EPeFRETKinetic constants of hydropysis EPeFRET Ингибирование реакции гидролиза ЕРеFRET (IC50, µM)Inhibition of EPEFRET hydrolysis reaction (IC 50 , μM) Кm (µМ)K m (µM) kкат сек-1 k cat sec -1 kкат/Km
(ceк-1M-1)
k cat / K m
(sec -1 M -1 )
ОБМ80-104OBM80-104 ОБМ80-104 R97AOBM80-104 R97A ТrхTrx СорахonеChorahon
ТрипсинTrypsin (3.5±0.4)·10-1 (3.5 ± 0.4) · 10 -1 8.8±1.58.8 ± 1.5 (2.5±0.7)·105 (2.5 ± 0.7) · 10 5 3.1±0.73.1 ± 0.7 1.8±0.61.8 ± 0.6 2.9±0.32.9 ± 0.3 (2.0±0.1)·101 (2.0 ± 0.1) · 10 1 ММР-3MMP-3 6.4±0.86.4 ± 0.8 (2.4±1.0)·10-1 (2.4 ± 1.0) 10 -1 (3.8±1.8)·104 (3.8 ± 1.8) · 10 4 8.2±0.88.2 ± 0.8 (1.2±0.1)·101 (1.2 ± 0.1) · 10 1 (1.5±0.1)·101 (1.5 ± 0.1) · 10 1 (2.0±0.1)·101 (2.0 ± 0.1) · 10 1 АбзимAbzyme 7.6±0.97.6 ± 0.9 (1.4±0.2)·10-2 (1.4 ± 0.2) · 10 -2 (1.8±0.5)·103 (1.8 ± 0.5) · 10 3 (7.0±2.0)·10-3 (7.0 ± 2.0) · 10 -3 (9.0±1.0)·10-2 (9.0 ± 1.0) 10 -2 Не действ.Not valid (1.0±0.2)·10-1 (1.0 ± 0.2) · 10 -1

Каталитическая эффективность изученных биокатализаторов уменьшалась примерно на порядок по ряду трипсин - ММР-3 - абзим. Характер ингибирования расщепления EPeFRET слитными белками тиоредоксина с фрагментом ОБМ80-104, его мутантом, белком-носителем и Сорахоnе радикально отличается в случае катализа абзимами и модельными протеазами. Если для каталитических антител способность к ингибированию в ряду Тrх-ОБМ80-104, Тrх-ОБМ80-104(R97А), Сорахоnе, Тrх падает со значения IC50 7.0·10-3 до >100 мкМ, то для ферментов рассчитанные значения IC50 находятся в диапазоне от 3 до 20 мкМ независимо от типа ингибитора. Эффективное действие Сорахоnе на трипсин по-видимому объясняется высоким (до 29%) содержанием остатков лизина в этом сополимере.The catalytic efficiency of the studied biocatalysts decreased by about an order of magnitude in the series of trypsin - MMP-3 - abzyme. The nature of the inhibition of EPeFRET cleavage by fusion proteins of thioredoxin with the OBM80-104 fragment, its mutant, carrier protein, and Sorachone is radically different in the case of catalysis by abzymes and model proteases. If, for catalytic antibodies, the ability to inhibit in the series Trx-OBM80-104, Trx-OBM80-104 (R97A), Sorakhone, Trx decreases from IC 50 7.0 · 10 -3 to> 100 μM, then for enzymes the calculated IC 50 values are in the range from 3 to 20 μM, regardless of the type of inhibitor. The effective action of Sorakhone on trypsin is apparently due to the high (up to 29%) content of lysine residues in this copolymer.

Пример 3. Для характеристики субстратной специфичности антител FRET-сенсоры инкубируют с иммуноглобулинами (суммарная IgG фракция), изолированными из сыворотки крови 26 больных рассеянным склерозом, 22 пациентов с другими нейродегенеративными заболеваниями (other neurological diseases, OND), 11 здоровых доноров (healthy donors, HD) и мышей аутоиммунной линии SJL с ЕАЕ, индуцированным иммунизацией ОБМ. Замороженные образцы сывороток предоставлены Московским областным научно-исследовательским институтом (МОНИКИ) и Клинической больницей РАН. Характеризация каталитической и связывающей активности аутоантител осуществлена для 26 больных рассеянным склерозом, 22 пациентов с другими нейродегенеративными заболеваниями и 11 здоровых доноров. Возраст пациентов с PC варьировался от 16 до 72 лет (среднее 39.5 лет, интерквартильное значение от 28 до 48 лет). Параметр EDSS изменялся от 0 до 6.5 единиц (среднее 3.2±1.8). Клинический диагноз верифицировался в соответствии с международными критериями по классификации Позера (Poser, C.M. and V.V.Brinar, Diagnostic criteria for multiple sclerosis. Clin Neurol Neurosurg, 2001. 103(1); p.1-11) и подтверждался данными лабораторных исследований. Когорты пациентов с другими нейродегенеративными заболеваниями и здоровые доноры имели среднее значение по возрасту 65 лет (интерквартильи от 39 до 72 лет) и 33.5 лет (интерквартильи от 26 до 47 лет) соответственно. Необходимые разрешения получены от каждого пациенты в соответствии с нормативными документами Министерства здравоохранения Российской Федерации. Статистический анализ проводили при помощи программы SPSS 13 с использованием непараметрического U теста Mann-Whitney и ранговой корреляции Spearman.Example 3. To characterize the substrate specificity of antibodies, FRET sensors are incubated with immunoglobulins (total IgG fraction) isolated from the blood serum of 26 patients with multiple sclerosis, 22 patients with other neurodegenerative diseases (OND), 11 healthy donors (healthy donors, HD) and SJL autoimmune mice with EAE induced MBP immunization. Frozen serum samples were provided by the Moscow Regional Research Institute (MONIKI) and the Clinical Hospital of the Russian Academy of Sciences. The catalytic and binding activity of autoantibodies was characterized for 26 patients with multiple sclerosis, 22 patients with other neurodegenerative diseases, and 11 healthy donors. The age of patients with PC ranged from 16 to 72 years (mean 39.5 years, interquartile value from 28 to 48 years). The EDSS parameter varied from 0 to 6.5 units (average 3.2 ± 1.8). The clinical diagnosis was verified in accordance with international criteria for Poser's classification (Poser, C.M. and V.V. Brinar, Diagnostic criteria for multiple sclerosis. Clin Neurol Neurosurg, 2001. 103 (1); p.1-11) and confirmed by laboratory studies. The cohorts of patients with other neurodegenerative diseases and healthy donors had an average age of 65 years (interquartiles from 39 to 72 years) and 33.5 years (interquartiles from 26 to 47 years), respectively. The necessary permits were obtained from each patient in accordance with the regulatory documents of the Ministry of Health of the Russian Federation. Statistical analysis was performed using the SPSS 13 program using the non-parametric Mann-Whitney U test and Spearman rank correlation.

Мыши аутоиммунной линий SJL получены из питомника Harlan (UK) и содержались в виварии филиала Института Биоорганической Химии РАН в г.Пущине в стерильных условиях, минимизирующих контакт иммунной системы с внешними антигенами (Specific Pathogen-Free статус). Возраст мышей, используемых в экспериментах, варьируется от 5 недель до 12 месяцев. Индукцию ЕАЕ у модельных мышей проводят по стандартной методике {Current protocols on CD. [cited; computer laser optical discs], Coligan, J.E. and National Institutes of Health (U.S.), Current protocols in immunology. 1992, New York: Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience. 5 v.). Мышей в возрасте от 6 до 8 недель иммунизируют введением эмульсии 50 мкг антигена (ОБМ быка) в полном адъюванте Френда, содержащем 4 мг/мл инактивированного нагреванием М. tuberculosis. Иммунизацию проводят дважды с недельным интервалом. За день до и через два после первой иммунизации мышам интраперитонеально вводят 400 нг pertussis токсина. Мониторинг мышей на предмет развития ЕАЕ ведут ежедневно, сбор крови производят методом декапитации через 2-3 недели.SJL autoimmune mice were obtained from Harlan nursery (UK) and kept in a vivarium of the Institute of Bioorganic Chemistry RAS branch in Pushchino under sterile conditions that minimize contact of the immune system with external antigens (Specific Pathogen-Free status). The age of the mice used in the experiments varies from 5 weeks to 12 months. EAE induction in model mice is carried out according to the standard method {Current protocols on CD. [cited; computer laser optical discs], Coligan, J.E. and National Institutes of Health (U.S.), Current protocols in immunology. 1992, New York: Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience. 5 v.). Mice aged 6 to 8 weeks are immunized with an emulsion of 50 μg antigen (MBP bull) in complete Freund's adjuvant containing 4 mg / ml heat inactivated M. tuberculosis. Immunization is carried out twice with a weekly interval. The day before and two after the first immunization, 400 ng pertussis toxin is intraperitoneally administered to mice. Mice are monitored for the development of EAE daily, blood collection is done by decapitation in 2-3 weeks.

Каталитические свойства проявили антитела, изолированные из 77% пациентов с прогрессирующим и 85% с ремитирующим типом течения PC. Среди больных нейродегенеративными заболеваниями и здоровых доноров доля положительного каталитического ответа составляет 9% и 0% соответственно (фиг.4). Исключение составляют два случая остеохондроза, при которых было отмечено наличие каталитической деградации пептида ОБМ под действием аутоантител. Причем эти больные характеризуются значительной длительностью патологического процесса и серьезными нейрональными поражениями. Контроль специфичности гидролиза осуществляют деградацией рекомбинантных белков бычим трипсином, катепсином D и металлопротеазой матрикса 3 (ММР-3).

Figure 00000002
The catalytic properties were exhibited by antibodies isolated from 77% of patients with progressive and 85% with remitting type of PC. Among patients with neurodegenerative diseases and healthy donors, the proportion of positive catalytic response is 9% and 0%, respectively (figure 4). The exception is two cases of osteochondrosis, in which the presence of catalytic degradation of the OBM peptide under the influence of autoantibodies was noted. Moreover, these patients are characterized by a significant duration of the pathological process and serious neuronal lesions. The specificity of hydrolysis is controlled by the degradation of recombinant proteins by bovine trypsin, cathepsin D and matrix metalloprotease 3 (MMP-3).
Figure 00000002

Claims (3)

1. Рекомбинантная плазмидная ДНК pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 размером 4916 п.о., кодирующая гибридный белок PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, содержащий последовательность белков PS-CFP2 и Turbo YFP, соединенных фрагментом основного белка миелина 80-104, и имеющий аминокислотную последовательность SEQ ID NO:1, где рекомбинантная плазмидная ДНК имеет физическую карту, представленную на фиг.1, и состоит из:
фрагмента ДНК, содержащего промотор транскрипции Т5 РНК-полимеразы, участок связывания рибосомы и последовательность гибридного белка PS-CFP2/TurboYFP_MBP7;
фрагмента ДНК плазмиды pQe30, содержащего терминатор транскрипции Т5-РНК-полимеразы бактериофага Т5 и сайт инициации репликации;
фрагмента ДНК гена β-лактамазы, детерминирующего устойчивость трансформированных плазмидой pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 клеток Escherichia coli к ампициллину, в качестве генетического маркера.
1. 4916 bp recombinant plasmid DNA pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 encoding the PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 fusion protein containing a sequence of PS-CFP2 and Turbo YFP proteins linked by a myelin 80-104 basic protein fragment and having the SEQ amino acid sequence ID NO: 1, where the recombinant plasmid DNA has a physical map shown in figure 1, and consists of:
a DNA fragment containing a T5 RNA polymerase transcription promoter, a ribosome binding site, and a PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 fusion protein sequence;
a pQe30 plasmid DNA fragment containing the transcriptional terminator of the T5 bacteriophage T5 RNA polymerase and a replication initiation site;
of the β-lactamase gene DNA fragment determining the resistance of ampicillin to Escicichin coli plasmid pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 transformed by the plasmid as a genetic marker.
2. Штамм Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - продуцент гибридного белка PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, полученный путем трансформации клеток штамма Escherichia coli BL21(DE3) рекомбинантной плазмидной ДНК pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 по п.1.2. The strain Escherichia coli BL21 (DE3) / pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 is a producer of the hybrid protein PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 obtained by transforming cells of the Escherichia coli strain BL21 (DE3) recombinant plasmid DNA pQe30_PSBFFP1P1F1PPP1P1PFP1P1. 3. Способ получения белка PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, включающий культивирование штамма-продуцента Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 по п.2, разрушение клеток и очистку белка PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 методом аффинной и гель-фильтрационной хроматографии. 3. The method of producing protein PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7, comprising culturing the producer strain Escherichia coli BL21 (DE3) / pQe30_PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 according to claim 2, cell disruption and protein purification PS-CFP2 / TurboYFP_MBP7 by affinity chromatography and gel-chromatography .
RU2009126233/10A 2009-07-09 2009-07-09 RECOMBINANT PLASMID DNA pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, CODING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, STRAIN OF Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - SAID PROTEIN PRODUCENT AND METHOD OF OBTAINING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 RU2430161C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009126233/10A RU2430161C2 (en) 2009-07-09 2009-07-09 RECOMBINANT PLASMID DNA pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, CODING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, STRAIN OF Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - SAID PROTEIN PRODUCENT AND METHOD OF OBTAINING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009126233/10A RU2430161C2 (en) 2009-07-09 2009-07-09 RECOMBINANT PLASMID DNA pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, CODING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, STRAIN OF Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - SAID PROTEIN PRODUCENT AND METHOD OF OBTAINING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009126233A RU2009126233A (en) 2011-01-20
RU2430161C2 true RU2430161C2 (en) 2011-09-27

Family

ID=44804291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009126233/10A RU2430161C2 (en) 2009-07-09 2009-07-09 RECOMBINANT PLASMID DNA pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, CODING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, STRAIN OF Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - SAID PROTEIN PRODUCENT AND METHOD OF OBTAINING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2430161C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639497C2 (en) * 2012-04-11 2017-12-21 Лайпоксен Текнолоджиз Лимитед Liposomes containing oligopeptide fragments of myelin basic protein, pharmaceutical composition and method for multiple sclerosis treatment
RU2679055C2 (en) * 2016-12-29 2019-02-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) RECOMBINANT PLASMID DNA POPTIVEC-MBP84-106-Fc ENCODING CONSTANT FRAGMENT OF HUMAN IMMUNOGLOBULIN FUSED WITH FRAGMENT OF MYELIN BASIC PROTEIN, EUKARYOTIC CELL LINES - PRODUCERS OF SPECIFIED PROTEIN AND METHOD FOR OBTAINING MBP84-106-Fc PROTEIN FOR MULTIPLE SCLEROSIS THERAPY
RU2691308C1 (en) * 2018-08-20 2019-06-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный исследовательский центр "Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук" (ИЦиГ СО РАН) BACTERIAL STRAIN ESCHERICHIA coli/pTdcR-turboYFP, HAVING SENSITIVITY TO TERAHERTZ RADIATION

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОНОМАРЕНКО Н.А. Каталитические антитела - протеазы, 2008: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук, с.49. BELOGUROV А.А. et al. Recognition and Degradation of Myelin Basic Protein Peptides by Serum Autoantibodies: Novel Biomarker for Multiple Sclerosis, The Journal of Immunology, 2008, v.180, n.2, p.1258-1267. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639497C2 (en) * 2012-04-11 2017-12-21 Лайпоксен Текнолоджиз Лимитед Liposomes containing oligopeptide fragments of myelin basic protein, pharmaceutical composition and method for multiple sclerosis treatment
RU2679055C2 (en) * 2016-12-29 2019-02-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) RECOMBINANT PLASMID DNA POPTIVEC-MBP84-106-Fc ENCODING CONSTANT FRAGMENT OF HUMAN IMMUNOGLOBULIN FUSED WITH FRAGMENT OF MYELIN BASIC PROTEIN, EUKARYOTIC CELL LINES - PRODUCERS OF SPECIFIED PROTEIN AND METHOD FOR OBTAINING MBP84-106-Fc PROTEIN FOR MULTIPLE SCLEROSIS THERAPY
RU2691308C1 (en) * 2018-08-20 2019-06-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный исследовательский центр "Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук" (ИЦиГ СО РАН) BACTERIAL STRAIN ESCHERICHIA coli/pTdcR-turboYFP, HAVING SENSITIVITY TO TERAHERTZ RADIATION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009126233A (en) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6936432B2 (en) Bacterial RNase P proteins and their use in identifying antibacterial compounds
CA2555393A1 (en) Hybrid proteins of active-site serine beta-lactamase
JP3644961B2 (en) Recombinant DNase B derived from Streptococcus pyogenes
KR101528169B1 (en) Method and kit for detection of anti-avibacterium paragallinarum antibody
JP4234207B2 (en) Diagnosis method of allergic bronchopulmonary aspergillosis
RU2430161C2 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, CODING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7, STRAIN OF Escherichia coli BL21(DE3)/pQe30_PS-CFP2/TurboYFP_MBP7 - SAID PROTEIN PRODUCENT AND METHOD OF OBTAINING PROTEIN PS-CFP2/TurboYFP_MBP7
JP5442641B2 (en) Method for measuring all Haemophilus influenzae
JP3920271B2 (en) Methods and compositions for identifying streptococci containing cysteine proteases or fragments thereof
CA2499926A1 (en) Antibody against von willebrand factor cleaving enzyme and assay system using the same
KR101923197B1 (en) DNA aptamer specifically binding to ESAT6 and use thereof
KR101923198B1 (en) DNA aptamer specifically binding to TB7.7 and use thereof
RU2549698C2 (en) Borrelia hybrid protein, nucleic acid coding this protein, expressing cartridge, vector, method and kit for diagnosing lyme borreliosis, vaccine for borreliosis prevention
JP2002531130A (en) Escherichia coli O157: a polymorphic locus that distinguishes H7 from other strains
EP2320946B1 (en) Allergoids derived from allergenes
US20080187922A1 (en) Method of screening drug-resistance protein of mycobacterium tuberculosis
KR101923196B1 (en) DNA aptamer specifically binding to CFP10 and use thereof
CN112063600A (en) Egg-derived hot start enzyme and method for evaluating blocking activity
Mu et al. Sensitive and specific neutrophil gelatinase-associated lipocalin detection by solid-phase proximity ligation assay
CN104297477B (en) VcLp15 variants are used as anti-interference additive in the immunoassays of the anti-treponema antibody of detection based on TpN17
RU2546246C2 (en) Chimeric protein used for lyme-borreliosis diagnostics
US20090068218A1 (en) Antigens for Vaccination Against and Detection of Mycoplasma Suis
EP1512740A1 (en) Synthase of cereulide produced by bacillus cereus, gene encoding the same and method of detecting cereulide
JP2002516606A (en) Mycobacterium foI gene encoding dihydrofolate reductase enzyme
RU2416637C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pPHOFus CODING ANTHRAX LETHAL FACTOR SUBSTRATUM FUSED WITH ALKALINE PHOSPHATASE Escherichia coli, AND Escherichia coli BL-PHOFus STRAIN PRODUCING ANTHRAX LETHAL FACTOR PROTEIN SUBSTRATUM AS INGREDIENT OF ALKALINE PHOSPHATASE Escherichia coli
Abarghooi-Kahaki et al. Designing a diagnostic kit for Oxalyl CoA Decarboxylase enzyme by ELISA method

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20110111

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20110330

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

Effective date: 20160710