RU2458130C1 - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458130C1 RU2458130C1 RU2011114537/10A RU2011114537A RU2458130C1 RU 2458130 C1 RU2458130 C1 RU 2458130C1 RU 2011114537/10 A RU2011114537/10 A RU 2011114537/10A RU 2011114537 A RU2011114537 A RU 2011114537A RU 2458130 C1 RU2458130 C1 RU 2458130C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- recombinant
- gene
- polypeptide
- protein
- fragment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к генетической инженерии, и позволяет получать микробиологическим синтезом по упрощенной технологии новый гибридный полипептид GST-ΔMPT64 со свойствами видоспецифичного белка-антигена Mycobacterium tuberculosis MPT64 (также cоответствующего гомологичному белку MPB64 Mycobacterium bovis), который может быть использован для ранней диагностики туберкулезной инфекции, вызванной одним из двух видов - Mycobacterium tuberculosis или Mycobacterium bovis.The invention relates to biotechnology, in particular to genetic engineering, and allows microbiological synthesis using simplified technology to obtain a new hybrid GST-ΔMPT64 polypeptide with the properties of species-specific antigen protein Mycobacterium tuberculosis MPT64 (also corresponding to the homologous MPB64 protein Mycobacterium bovis earlier), which can be used diagnosis of tuberculosis infection caused by one of two types - Mycobacterium tuberculosis or Mycobacterium bovis .
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, вызывающими развитие туберкулеза, в данном тесте [2]. Одна из причин получения ложноположительных результатов после проведения реакции Манту связана с проявлением кросс-реактивности к нетуберкулезным микобактериям. Известно, что 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 persons vaccinated with BCG does not distinguish them from individuals infected with pathogenic mycobacteria that cause the development of tuberculosis in this test [2]. One of the reasons for obtaining false-positive results after the Mantoux reaction is associated with the manifestation of cross-reactivity to non-tuberculous mycobacteria. It is known that 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 микобактерий 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 the 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, вызывающими 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 human tuberculosis cross-react with a set of non-pathogenic antigens 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 M. 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, CD4-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 M. tuberculosis [8]. With the development of tuberculosis infection, an important role belongs to T-lymphocytes and other T-cells, or T-cell effectors (for example, CD4, CD8) [6]. For example, CD4-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 продукции 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 production chain is a reflection of impaired immune system function [10].
γ-IFN-анализ основывается на количественном определении уровня γ-IFN при стимуляции лимфоцитов цельной клеточной культуры крови, инкубированных в течение 16-20 ч с белковыми антигенами M. tuberculosis и контрольными антигенами. В результате стимуляции эффекторов T-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 lymphocyte stimulation of whole cell culture, incubated for 16-20 hours with protein antigens of M. tuberculosis and control antigens. As a result of stimulation of T-cell effectors in the blood, the 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) M. 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 показывают более низкий процент вакцинированных, имеющих позитивный результат на наличие туберкулезной инфекции, определенный по данным 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 show a lower percentage of vaccinees who have a positive result for the presence of tuberculosis infection, as determined by the skin test. 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 сравнении с результатами, полученными при использовании других, неспецифичных белков, а также высокий уровень Т-клеточного ответа на видоспецифичные антигены, который 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 comparison with the results obtained using other, non-specific proteins, as well as a high level of T-cell response to species-specific antigens, which correlates with protective immunity in tuberculosis and with the risk of developing active tuberculosis.
В литературе известен иммуногенный белок MPB64, впервые идентифицированный Harboe M. и соавт. [11]. В виде нативного белка MPB64 был обнаружен в культуральной жидкости (фильтрате) Mycobacterium bovis BCG Tokyo. Позднее Andersen А.B. и соавт. [12], используя моноклональные антитела, полученные на белок MPB64, обнаружили аналогичный белок в культуральном фильтрате Mycobacterium tuberculosis H37Rv, который обозначили как MPT64. Также было показано, что нуклеотидная последовательность обоих генов, кодирующих эти белки, совпадает [13, 14]. Молекулярная масса очищенного нативного белка равна 24 кДа. Основное преимущество белка MPT64 в том, что он является высокоспецифичным именно для вирулентных видов возбудителей туберкулеза (M. tuberculosis, M. bovis, M. africanum) [12] и в отличие от таких хорошо известных ранних белков, как ESAT-6 и CFP10, отсутствует, как было показано Li H. и соавт., к сожалению, лишь в некоторых геномах вакцинных штаммов BCG [15]. MPT64 наряду с основными секреторными белками, такими как ESAT-6 и CFP10, является одним из антигенов, вызывающих развитие Т-клеточного ответа. Этот процесс сопровождается повышенной продукцией γ-IFN. Ген белка MPT64 входит в состав геномного фрагмента RD2 размером 10,79 тыс. п.н., присутствующего в геномах штаммов M. tuberculosis и M. bovis, в том числе и в некоторых штаммах M. bovis BCG [16]. Несмотря на это он может быть использован в диагностических целях как в сочетании с другими ранними белками (ESAT-6, CFP10), так и самостоятельно в случае его использования применительно к лицам, ранее вакцинированными вакцинными штаммами, не содержащими в своем геноме гена mpt64. Также он может быть использован по отношению к лицам в тех странах, в которых отменена вакцинация против туберкулеза, или к вакцинированным и заболевшим (инфицированным), основываясь на различии полученного иммунного ответа между только вакцинированными и одновременно вакцинированными и заболевшими (инфицированными). The immunogenic protein MPB64, first identified by Harboe M. et al., Is known in the literature. [eleven]. As a native protein, MPB64 was found in Mycobacterium bovis BCG Tokyo culture fluid (filtrate). Later Andersen A.B. et al. [12] using monoclonal antibodies obtained on MPB64 protein, found a similar protein in the Mycobacterium tuberculosis H37Rv culture filtrate, which was designated as MPT64. It was also shown that the nucleotide sequence of both genes encoding these proteins coincides [13, 14]. The molecular weight of the purified native protein is 24 kDa. The main advantage of the MPT64 protein is that it is highly specific for the virulent species of tuberculosis pathogens ( M. tuberculosis, M. bovis, M. africanum ) [12] and in contrast to such well-known early proteins as ESAT-6 and CFP10, absent, as shown by Li H. et al., unfortunately, only in some genomes of BCG vaccine strains [15]. MPT64, along with major secretory proteins, such as ESAT-6 and CFP10, is one of the antigens that cause the development of a T-cell response. This process is accompanied by increased production of γ-IFN. The MPT64 protein gene is part of the 10.79 kbp RD2 genomic fragment present in the genomes of M. tuberculosis and M. bovis strains, including some M. bovis BCG strains [16]. Despite this, it can be used for diagnostic purposes, both in combination with other early proteins (ESAT-6, CFP10), and independently if applied to individuals previously vaccinated with vaccine strains that do not contain the mpt64 gene in their genome. It can also be used in relation to persons in those countries where the vaccination against tuberculosis is canceled, or to those vaccinated and sick (infected), based on the difference in the received immune response between only vaccinated and simultaneously vaccinated and sick (infected).
Выделение и очистку белка MPT64 из культурального фильтрата микобактерий можно проводить, используя безопасные вакцинные штаммы, содержащие ген белка MPB64, гомологичный на 100% MPT64. Однако эта процедура является дорогостоящей и сложной, и выход целевого 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 the MPT64 protein from the mycobacterial culture filtrate can be carried out using safe vaccine strains containing the MPB64 protein gene homologous to 100% MPT64. However, this procedure is expensive and complicated, and the yield of the target product 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 MPT64, используемого для диагностических целей [17, прототип]. В этом случае целевой белок получают в составе рекомбинантного слитного белка, содержащего на С-конце в виде доменной структуры целевой белок (полный и укороченный - без лидерного пептида - варианты аминокислотной последовательности), тогда как N-концевая аминокислотная последовательность включает последовательность мальтозосвязывающего белка (ген malE) в качестве белка-носителя (экспрессирующий вектор pMAL-p). A known genetic engineering method of producing a recombinant polypeptide with the properties of the mycobacterial antigen MPT64 used for diagnostic purposes [17, prototype]. In this case, the target protein is obtained as part of a recombinant fusion protein containing the target protein at the C-terminus in the form of a domain structure (complete and shortened — without the leader peptide — amino acid sequence variants), while the N-terminal amino acid sequence includes the malt-binding protein sequence (gene malE ) as a carrier protein (pMAL- p expression vector).
Однако данная конструкция (прототип) не содержит сайта протеолиза, позволяющего отделить целевой белок от аминокислотной последовательности белка-носителя для проведения в последующем исследований, касающихся сравнения иммуногенных свойств, с белком, приближающимся к нативной структуре целевого или непосредственно на целевом. However, this design (prototype) does not contain a proteolysis site that allows you to separate the target protein from the amino acid sequence of the carrier protein for subsequent studies regarding the comparison of immunogenic properties with a protein approaching the native structure of the target or directly on the target.
Техническим результатом изобретения является создание такой генетической конструкции и рекомбинантного штамма бактерий Escherichia coli на ее основе - продуцента гибридного полипептида со свойствами видоспецифичного микобактериального антигена ΔMPT64, имеющего такую конструкцию, которая бы позволяла нарабатывать целевой высокоочищенный полипептид в препаративных количествах при сохранении иммуногенных свойств последнего и возможности отделения целевого белка от аминокислотной последовательности белка-носителя для исследования иммуногенных свойств целевого белка. The technical result of the invention is the creation of such a genetic construct and a recombinant strain of bacteria Escherichia coli based on it - a producer of a hybrid polypeptide with the properties of the species-specific mycobacterial antigen ΔMPT64 having such a design that would allow to produce the target highly purified polypeptide in preparative quantities while maintaining the immunogenic properties of the latter and the possibility of separation of the latter the target protein from the amino acid sequence of the carrier protein for immunoassay properties of the target protein.
Указанный результат достигается путем конструирования рекомбинантной плазмидной ДНК pTB323, кодирующей химерный полипептид: глутатион-S-трансфераза (GST) + укороченный вариант, без лидерного пептида, белка MPT64 (далее rΔMPT64). При этом ген, кодирующий полипептид со свойствами микобактериального антигена ΔMPT64, 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 pTB323 recombinant plasmid DNA encoding a chimeric polypeptide: glutathione S-transferase (GST) + a shortened version, without a leader peptide, MPT64 protein (hereinafter rΔMPT64). Moreover, the gene encoding the polypeptide with the properties of the mycobacterial antigen ΔMPT64 is in the same reading frame as the gene for glutathione S-transferase from Schistosoma japonicum (GST Sj) (Fig. 1A and B).
Рекомбинантная плазмидная ДНК pТB323 (Фиг. 1 А и Б) со средней молекулярной массой 3,6 МДа имеет размер 5574 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 pTB323 (Fig. 1 A and B) with an average molecular weight of 3.6 MDa has a size of 5574 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 636 п.н., содержащего фланкированный сайтами для эндонуклеаз рестрикции EcoRI и BamHI укороченный ген MPT64, полученный амплификацией соответствующего гену фрагмента c геномной ДНК M. tuberculosis;- 636 bp EcoRI-BamHI fragment containing the truncated MPT64 gene flanked by restriction endonuclease sites EcoRI and BamHI, obtained by amplification of the corresponding gene fragment of M. tuberculosis genomic DNA;
а также содержит:and also contains:
- в качестве генетического маркера ген β-лактамазы, детерминирующий устойчивость трансформированных плазмидой pТB323 клеток E. coli к антибиотику ампициллину;- as a genetic marker, the β-lactamase gene, which determines the resistance of E. coli cells transformed with plasmid pTB323 to the antibiotic ampicillin;
- уникальные сайты рестрикции: BamHI - 930/934, EcoRI - 1566/1570 (указаны позиции расщепления соответствующими эндонуклеазами рестрикции по обеим цепям, нумерация при этом проводится по одной цепи).- unique restriction sites: BamHI - 930/934, EcoRI - 1566/1570 (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 rΔMPT64 GST-фрагмента позволяет нарабатывать препаративные количества целевого белка с использованием аффинной хроматографии на глутатионсефарозе. Данные свойства конструкции важны для биотехнологического цикла, связанного с выделением рекомбинантного белка. Именно наличие GST-фрагмента позволяет облегчить процесс очистки рекомбинантного полипептида и получать высокоочищенный белок со свойствами микобактериального антигена MPT64. При накоплении в клетке rΔMPT64 практически (лишь в незначительной степени) не подвергается деградации. Он также устойчиво ведет себя и при стимуляции цельной клеточной культуры крови в процессе диагностического анализа. 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 rΔMPT64 от исходного в прототипе MAL-ΔMPT64 является то, что рекомбинантный белок, полученный в результате экспрессии, является единым образованием, включающим иммунодоминантные видоспецифические структурные эпитопы нативного белка ΔMPT64 и не обладающим функциональной активностью GST-фрагмента. Расположенный между полипептидными фрагментами GST и ΔMPT64 (Фиг. 2) сайт гидролиза тромбина позволяет при необходимости получать микобактериальный антиген ΔMPT64, свободный от N-концевого полипептидного фрагмента GST. Рекомбинантный антиген ΔMPT64 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 ΔMPT64 - без лидерного пептида, первых 23-х аминокислотных остатков полного MPT64.The presence of a GST fragment in the recombinant rΔMPT64 polypeptide allows the preparation of preparative amounts of the target protein using affinity chromatography on glutathione sepharose. These structural properties are important for the biotechnological cycle associated with the release 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 MPT64 mycobacterial antigen. When accumulated in a cell, rΔMPT64 practically (only to a small extent) does not undergo degradation. It also behaves steadily when stimulating a whole cell culture of blood in the process of diagnostic analysis. 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 rΔMPT64 polypeptide and the original one in the MAL-ΔMPT64 prototype is that the recombinant protein obtained as a result of expression is a single entity, which includes immunodominant species-specific structural epitopes of the native ΔMPT64 protein and does not have the functional activity of the GST fragment. The thrombin hydrolysis site located between the GST polypeptide fragments and ΔMPT64 (Fig. 2) allows, if necessary, the mycobacterial antigen ΔMPT64, free of the N-terminal GST polypeptide fragment, to be obtained. The recombinant ΔMPT64 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 strictly corresponding to the target protein ΔMPT64 - without a leader peptide, the first 23 amino acid residues full MPT64.
Для получения бактериального штамма-продуцента химерного белка rΔMPT64 компетентные клетки E. coli BL21 трансформируют сконструированной целевой плазмидой pТB323. Полученный штамм бактерий E. coli BL21/pТB323 характеризуется следующими признаками:To obtain a bacterial strain producer of the chimeric protein rΔMPT64, competent E. coli BL21 cells are transformed with the constructed target plasmid pTB323. The resulting bacterial strain E. coli BL21 / pTB323 is characterized by the following features:
Морфологические признаки. По морфологическим признакам штамм-продуцент рекомбинантного белка rΔMPT64 не отличается от исходного штамма E. coli BL21, не содержащего целевую плазмиду. Morphological signs . According to morphological characteristics, the producer strain of the recombinant protein rΔMPT64 does not differ from the original E. coli BL21 strain that does not contain the target plasmid.
Культуральные признаки. По культуральным признакам штамм-продуцент рекомбинантного белка rΔMPT64 не отличается от исходного штамма E. coli BL21, не содержащего целевую плазмиду. Cultural signs . According to cultural characteristics, the producer strain of the recombinant protein rΔMPT64 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 rΔMPT64 проявляют устойчивость к ампициллину, обусловленную наличием целевой плазмиды. Antibiotic resistance . The cells of the producer strain of the recombinant rΔMPT64 protein exhibit ampicillin resistance due to the presence of the target plasmid.
Существенным отличием штамма E. coli BL21/pТB323 является то, что он обеспечивает синтез химерного полипептида rΔMPT64 (GST-ΔMPT64) со свойствами микобактериального антигена ΔMPT64 с уровнем экспрессии 1,8-12 мг/мл белка. A significant difference between the strain E. coli BL21 / pТB323 is that it provides the synthesis of the chimeric rΔMPT64 polypeptide (GST-ΔMPT64) with the properties of the mycobacterial antigen ΔMPT64 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-1028.The resulting strain was deposited in the Collection of microorganism cultures (CCM) of the Federal State Institution Scientific Center of the WB "Vector" Rospotrebnadzor under the number B-1028.
Химерный полипептид rΔMPT64 (GST-ΔMPT64) (Фиг. 2), продуцируемый рекомбинантным штаммом BL21/pТB323 Е. со1i, содержит в качестве белка-носителя N-концевой полипептидный фрагмент глутатион-S-трансферазы S.j. (226 а.о. с молекулярной массой 26,31 кДа; расчет проведен с использованием программы Compute pI/Mw tool (Switzerland) в режиме on-line (http://cn.expasy.org/tools/pi_tool.htmlhttp://cn.expasy.org/tools/pi_tool.html)), соединенный через свой концевой сайт гидролиза тромбина (LVPR^GS) с C-концевым полипептидным фрагментом видоспецифичного микобактериального антигена ΔMPT64 (205 а.о. с молекулярной массой 22,46 кДа; расчет проведен с использованием программы Compute pI/Mw tool), и имеет полную аминокислотную последовательность (431 а.о., 48,76 кДа; расчет проведен с использованием программы Compute pI/Mw tool), приведенную на Фиг. 3.The chimeric rΔMPT64 polypeptide (GST-ΔMPT64) (Fig. 2) produced by the recombinant E. coli BL21 / pTB323 strain contains an N-terminal polypeptide fragment of glutathione-S-transferase Sj (226 aa with molecular weight 26.31 kDa; the calculation was performed using the Compute pI / Mw tool (Switzerland) program on-line (http://cn.expasy.org/tools/pi_tool.htmlhttp://cn.expasy.org/tools/ pi_tool.html)), connected via its terminal thrombin hydrolysis site (LVPR ^ GS) to the C-terminal polypeptide fragment of the species-specific mycobacterial antigen ΔMPT64 (205 a.a. with a molecular weight of 22.46 kDa; conducted using the Compute pI / Mw tool program), and has a complete amino acid sequence (431 aa, 48.76 kDa; calculation was performed using the Compute pI / Mw tool program) shown in FIG. 3.
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами.The invention is illustrated by the following graphic materials.
Фиг. 1 А. Схема организации рекомбинантной плазмиды pТB323, где GST - ген белка глутатион-S-трансферазы; ΔMPT64 - клонированный фрагмент, полученный амплификацией с помощью ПЦР и включающий укороченный ген белка MPT64; 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.FIG. 1 A. Scheme of the organization of the recombinant plasmid pTB323, where GST is the glutathione-S-transferase protein gene; ΔMPT64 — cloned fragment obtained by PCR amplification and including the truncated MPT64 protein gene; 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 resistance to ampicillin to transformed bacterial cells.
Фиг. 1 Б. Рестрикционная карта целевой плазмиды pТB323. Изображение конструкции плазмиды pTB323 (5574 п.н.). a - слитный рекомбинантный белок GST-ΔMPT64 размером 431 а.о. Изображения построены с помощью программы NEBcutter V2.0 (UK) (http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php) FIG. 1 B. Restriction map of the target plasmid pТB323. Image of the construction of plasmid pTB323 (5574 bp). a - fusion recombinant protein GST-
Фиг. 2. Участки стыковки при внедрении гена Δmpt64 плазмиды pTB323 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.FIG. 2. Docking sites when the Δ mpt64 gene of plasmid pTB323 is introduced into the glutathione-S-transferase ( gst ) gene in comparison with the same region 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. 3. Полная нуклеотидная и аминокислотная последовательность рекомбинантного полипептида GST-ΔMPT64, где LVPR^GS - аминокислотная последовательность сайта узнавания и гидролиза протеазы тромбин (выделен цветом). FIG. 3. The complete nucleotide and amino acid sequence of the recombinant GST-ΔMPT64 polypeptide, where LVPR ^ GS is the amino acid sequence of the thrombin protease recognition and hydrolysis site (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 pТB323.Example 1. Construction of a recombinant plasmid pTB323.
В работе использовали в качестве вектора плазмиду pGEX-2T (Pharmacia) и штаммы: JM103 E. coli {Δ(lac-proAB), thi, strA, supE, endA, sbcB, hsdR-, [F' traD36, proAB, lacIq, ZΔM15]}; BL21 E. coli B {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 M. tuberculosis H37Rv, выделенную из инактивированных клеток микобактерий. Ген, кодирующий белок ΔMPT64, амплифицируют с помощью праймеров: Genomic DNA of M. tuberculosis H37Rv 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 ΔMPT64 protein is amplified using primers:
5'-CGGGATCCGCGCCCAAGACCTACTG-3' (прямой праймер для гена mpt64); 5'-CG GGATCC GCGCCCAAGACCTACTG-3 '(direct primer for the mpt 64 gene);
5'-CGGAATTCGTCCTCGCGAGTCTAGG-3' (обратный праймер для гена mpt64). ПЦР проводят в объеме 50 мкл на амплификаторе «Терцик» (“ДНК-технология”, Москва) с температурно-временным профилем: 94°C - 3 мин; 10 циклов [94°C - 30 с, 45°C - 30 с, 72°C - 50 с], 35 циклов [94°C - 30 с, 60°C - 30 с, 72°C - 50 с], 72°C - 3 мин. Полную нуклеотидную последовательность клонируемого гена (mpt64) для подбора 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 укороченный ген Δmpt64, с помощью программы NTI Suite 8. Отжиг праймеров в первых 10 циклах ведут при пониженной температуре отжига (45°C), 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 (M. 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 из 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'-CG GAATTC GTCCTCGCGAGTCTAGG-3 '(reverse primer for the mpt 64 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 - 3 min; 10 cycles [94 ° C - 30 s, 45 ° C - 30 s, 72 ° C - 50 s], 35 cycles [94 ° C - 30 s, 60 ° C - 30 s, 72 ° C - 50 s], 72 ° C - 3 min. The complete nucleotide sequence of the cloned gene ( mpt64 ) for selection of the nucleotide sequence of the primers was extracted from the database (DB) of the Pasteur Institute ( http://genolist.pasteur.fr/TubercuList/ ) (France). The primer melting temperatures are selected based on the extended nucleotide sequence obtained from the database, including the truncated Δ mpt64 gene, using the NTI Suite 8. The primers are annealed in the first 10 cycles at a low annealing temperature (45 ° C), since the 5'-terminal nucleotide sequence of 8 n.a., in the structure of which the restriction site is laid (in this case BamHI or EcoRI), it cannot form a perfect hybrid duplex with the DNA matrix ( M. tuberculosis ) at the initial moment of PCR after a longer 3 ' -end The second part of the 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 temperatures for the primers were calculated using the NTI Suite 8 software or the Oligonucleotide Properties Calculator (http://www.basic.northwestern.edu/biotools/oligocalc.html) (USA) 5'-end sequence of 8 n.a. 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, pH 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). Полученный ПЦР-фрагмент (ампликон) длиной 646 п.н. очищают переосаждением этанолом в присутствии ацетата натрия, pH 4,8, и тРНК в качестве носителя [18]. Очищенный препарат ампликона растворяют в 80 мкл TE-буфера и затем проводят совместный гидролиз в EcoRI-буфере («Сибэнзим») эндонуклеазами рестрикции BamHI и EcoRI при 37°C в течение 3-5 ч. Полученный из ампликона целевой рестриктный фрагмент с двумя липкими концами переосаждают, как описано выше, растворяют в 40 мкл TE-буфера или бидистиллированной воды и без дополнительной очистки используют в реакции лигирования с расщепленной векторной молекулой (pGEX-2T) 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°C 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°C. Аликвоту лигазной смеси (1-2 мкл) используют для трансформации компетентных клеток E. coli штамма JM103, приготовленных по методике с использованием раствора хлористого кальция [18], которые высевают на чашки с агаризованной средой, содержащей ампициллин в концентрации 50 мкг/мл. Чашки инкубируют при 37°C 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 укороченного гена Δmpt64, после разделения амплификата электрофорезом в геле агарозы (1,2%) в присутствии бромистого этидия показывают окрашенную под ультрафиолетовым светом полосу, соответствующую длине 806 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 pTB323. Схема плазмидной ДНК представлена на фиг. 1 А и 1 Б.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 (Sibenzym, Novosibirsk, Russia). The resulting PCR fragment (amplicon) of 646 bp in length purified by reprecipitation with ethanol in the presence of sodium acetate, pH 4.8, and tRNA as a carrier [18]. The purified amplicon preparation was dissolved in 80 μl of TE buffer and then co-hydrolyzed in EcoRI buffer (Sibenzyme) with BamHI and EcoRI restriction endonucleases 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) is 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 cells of E. coli strain JM103 prepared according to the method using a solution of calcium chloride [18], which are seeded on plates with agar medium containing 50 μg / ml ampicillin. 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 that are complementary to different chains of the vector molecule and located on both sides of the fragment cloning site as amplifiers. In this case, clones containing the insertion of the truncated Δ mpt64 gene 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 806 bp, which exceeds the length of the cloned fragment, how 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 pTB323. The plasmid DNA scheme is shown in FIG. 1 A and 1 B.
Пример 2. Получение штамма-продуцента, при культивировании клеток которого осуществляется продукция химерного белка GST-ΔMPT64.Example 2. Obtaining a producer strain, the cultivation of cells which produces the chimeric protein GST-ΔMPT64.
Трансформацию клеток штамма E. coli BL21 проводят введением ДНК целевой плазмиды pTB323 в компетентные клетки, приготовленные по методике с использованием раствора хлористого кальция [18], после чего высевают на чашки с агаризованной средой, содержащей ампициллин в концентрации 50 мкг/мл. Чашки инкубируют при 37°C 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 pTB323 into competent cells prepared according to the method using a solution of calcium chloride [18], after which they are plated on plates with agar medium containing ampicillin at a concentration of 50 μg / ml. 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°C 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°C со скоростью качания 160 об/мин до плотности D550 = 0,5-0,8. Экспрессию гена Δmpt64 индуцируют добавлением изопропил-β-D-галактопиранозида (ИПТГ) до конечной концентрации 0,5-1,0 мМ, инкубируют при 37°C 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 rΔMPT64, количество и концентрацию которого оценивают по электрофоретической картине (в нашем случае параметры культивирования - 37°C 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. Δ mpt64 gene expression 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 rΔMPT64, the amount and concentration of which is estimated by the electrophoretic picture (in our case, the cultivation parameters are 37 ° C and 1.0 mM IPTG) .
Пример 3. Выделение рекомбинантного белка GST-ΔMPT64.Example 3. Isolation of the recombinant protein GST-ΔMPT64.
Клетки штамма BL21 E. coli, трансформированные плазмидой pTB323, выращивают в среде LB с ампициллином (50 мкг/мл) течение ночи при 37°C. 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-ΔMPT64 добавлением ИПТГ до концентрации 1,0 мМ. Индуцированные клетки растят при 37°C в течение 5 ч, после чего культуру клеток охлаждают до 0°C и клетки собирают центрифугированием при 5000g в течение 15 мин при 4°C. Экспрессию целевого белка GST-ΔMPT64 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 E. coli штамма BL21/pTB323 при обработке клеточных осадков лизирующим буфером GST-ΔMPT64 белка с молекулярной массой около 48-50 кДа, что соответствует расчетной молекулярной массе. В контрольных лизатах клеток E. coli BL21 и E. coli BL21/pGEX-2T 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 pTB323 plasmid were 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 protein GST-ΔMPT64 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-ΔMPT64 protein is 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 a BL21 / pTB323 strain in the E. coli cell culture induced when processing cell sediments with a GST-ΔMPT64 lysis buffer protein with a molecular weight of about 48-50 kDa, which corresponds to the calculated molecular weight. In the control lysates of E. coli BL21 and E. coli BL21 / pGEX-2T cells, 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°C) PBS-буфера, содержащего 140 мМ NaCl, 2,7 мМ KCl, 10 мМ Na2HPO4, 1,8 мМ KH2PO4, pH 7,3, 1 мМ PMSF (ингибитор протеаз), и разрушают ультразвуком на ультразвуковом дезинтеграторе (Ultrasonic processor Cole Parmer) 3×30 с с интервалом 1 мин между обработками при амплитуде 50 А. К ультразвуковому дезинтеграту добавляют тритон X-100 до 1%, инкубируют 30 мин при 0°C и отделяют фракцию растворимых белков от дебриса центрифугированием при 12000g в течение 40 мин. Далее смешивают супернатант с 200 мкл глутатионсефарозы (Glutathione Sepharose 4B Amersham, Biosciences AB) и инкубируют 30 мин с низкой скоростью перемешивания при комнатной температуре для аффинного связывания белка GST-ΔMPT64. Затем смесь переносят в микроколонку путем многократного центрифугирования при 600g, несколько раз промывают колонку ФСБ-буфером и проводят элюцию рекомбинантного белка буфером для элюции, содержащим 10 мМ восстановленный глутатион в 50 мМ трис-НСl, pH 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 min at 0 ° C and the soluble protein fraction is separated from the debris by centrifugation at 12000g for 40 min. 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-ΔMPT64 protein. The mixture was then transferred to a microcolumn by repeated centrifugation at 600 g, the column was washed several times with FSB buffer and the recombinant 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-анализа. Example 4. Carrying out 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-ΔMPT64 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°C во влажной атмосфере, содержащей 5% СО2. Stage 1 (stimulation of a whole cell culture of blood with the target antigen). Samples of 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. Thoroughly mix and make antigen GST-ΔMPT64 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 производства BD Biosciences в разных концентрациях (от 300-150-75-37,5-18,8-9,4-4,7 пг/мл). В остальные лунки планшетов вносят по 100 мкл исследуемых образцов цельной крови после стимуляции, помещают в шейкер и инкубируют 2 ч при комнатной температуре. После окончания инкубации лунки планшетов 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 дистиллированной водой. 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 останавливают добавлением в каждую лунку планшета по 50 мкл стоп-реагента (0,9 N раствор Н2SO4). 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 produced by BD Biosciences in various concentrations (from 300-150-75-37.5-18) are added to the control wells of a control plate with sorbed monoclonal antibodies to gamma interferon manufactured by BD Biosciences. 8-9.4-4.7 pg / ml). In the remaining wells of the tablets, 100 μl of the studied whole blood samples are added after stimulation, placed in a shaker and incubated for 2 hours at room temperature. After incubation, the wells of the plates 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 distilled water. 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 stopped by adding to each well of the tablet 50 μl of a stop reagent (0.9 N solution of H 2 SO 4 ). 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 (ρ < 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. The results are calculated from the average OD value in three wells (ρ <0.05). Cutoff values for IFN-γ> 300 pg are considered positive.
Пример 5. Мононуклеары цельной клеточной культуры крови (2×105 кл./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/лунку полной среды RPMI 1640 производства ГНЦ ВБ "Вектор". Затем в каждую лунку планшета вносят химерный антиген GST-ΔMPT64 в концентрации 5-10 мкг/мл; в контрольные лунки планшета вносят митоген (Con A или РHA) 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 standard procedures 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 tablets (Nunc, MaxiSorb, USA) containing 150 μl / well of complete RPMI 1640 medium manufactured by the State Scientific Center of the World Bank "Vector". Then, chimeric antigen GST-ΔMPT64 at a concentration of 5-10 μg / ml is added to each well of the plate; mitogen (Con A or PHA) was added to the control wells of the plate 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 планшетов с сорбированными моноклональными антителами к гамма-интерферону вносят по 100 мкл стандартных и контрольных образцов. В остальные лунки планшетов вносят по 100 мкл исследуемых образцов плазмы крови после стимуляции. Помещают в шейкер и инкубируют 2 ч при комнатной температуре. После окончания инкубации лунки планшета 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 останавливают добавлением в каждую лунку планшета по 50 мкл стоп-реагента (0,9 N раствор Н2SO4). 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 are added to the control wells of the plates with sorbed monoclonal antibodies to gamma-interferon. In the remaining wells of the tablets, 100 μl of the investigated blood plasma samples are added after stimulation. Placed in a shaker and incubated for 2 hours at room temperature. After incubation, the wells of the plate 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 plates are placed in a dark place and kept at room temperature for 30 minutes. The reaction is stopped by adding to each well of the tablet 50 μl of a stop reagent (0.9 N solution of H 2 SO 4 ). 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 (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 (ρ < 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 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. The results are calculated from the average OD value in three wells (ρ <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 4оС на планшетах (Nunc, MaxiSorb, USA). После отмывки планшетов 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 планшетов, как указано выше. EXAMPLE 6 The sorption mAb to IFN-γ production BD OptEIA Reagent performed using a 0.1 M carbonate buffer, pH 9.6 for 16 hours at 4 ° C on plates (Nunc, MaxiSorb, USA). After washing the plates with washing buffer solution (FSB, pH 7.0) 3 times 300 μl / well, the surface of the wells is blocked with FSB blocking buffer solution, pH 7.0, containing 10% fetal serum, for 60 min at room temperature, after which carry out the washing of the tablets, 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-ΔMPT64 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 буферным раствором ФСБ-Т и 5×300 мкл дистиллированной водой. Для построения калибровочного графика при проведении IFN-γ-анализа предварительно проводят инкубацию со стандартными калибровочными образцами IFN-γ. Для этого в контрольные лунки планшетов с сорбированными моноклональными антителами к гамма-интерферону производства BD Biosciences вносят по 100 мкл стандартных образцов гамма-интерферона производства BD Biosciences в разных концентрациях (от 300-150-75-37,5-18,8-9,4-4,7 пг/мл) или по 100 мкл стандартных калибровочных образцов, содержащих IFN-γ (2000-1000-500-300-100-50-0 пг/мл) и контрольный образец (330 пк/мл IFN-γ) производства «Вектор-Бест». Инкубируют согласно инструкции по применению наборов. После окончания инкубации стрипы планшетов 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 останавливают добавлением в каждую лунку планшета по 50 мкл стоп-реагента (0,9 N раствор Н2SO4) 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). Mix thoroughly and make a solution of the GST-ΔMPT64 antigen in RPMI 1640 with 0.2 mM glutamine at a concentration of 10 μg / ml per well. A PHA mitogen is added to wells A-1, B-1, and C-1, and 100 μl of dilution buffer solution are added to wells D-1, E-1 (zero control). 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 FSB-T buffer solution and 5 × 300 μl with distilled water. To construct a calibration graph during the IFN-γ analysis, incubation is preliminarily performed with standard IFN-γ calibration samples. For this, 100 μl of standard samples of gamma-interferon produced by BD Biosciences in various concentrations (from 300-150-75-37.5-18.8-9, are added to the control wells of plates with sorbed monoclonal antibodies to gamma interferon manufactured by BD Biosciences) 4-4.7 pg / ml) or 100 μl of standard calibration samples containing IFN-γ (2000-1000-500-300-100-50-0 pg / ml) and a control sample (330 pc / ml IFN-γ ) produced by Vector-Best. Incubate according to the instructions for use of the kits. After incubation, the strips of the plates are washed 3 times with wash buffer (FSB-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 tablet. The tablets are placed in a dark place and kept at room temperature for 30 minutes. The reaction is stopped by adding 50 μl of a stop reagent (0.9 N H 2 SO 4 solution) to each well of the plate and the optical density 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 группе больных туберкулезом. Эти данные свидетельствуют о специфичности метода.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 contingent does not exceed the limit values -> 300 pg / ml IFN-γ, corresponding to the risk group or the group of patients with tuberculosis. These data indicate the specificity of the method.
Таблица 1Table 1
IFN-γ-анализ туберкулеза при стимуляции гибридным белком rMPT-64 у пациентов с активной формой туберкулеза легкихIFN-γ analysis of tuberculosis during rMPT-64 fusion protein stimulation in patients with active pulmonary tuberculosis
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.
Аналитическая чувствительность теста составила 1,2-1,7 МЕ/мл IFN-γ для отрицательного (нулевого) контрольного образца из плазмы крови исследуемых (результаты представлены в табл. 2).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).
Таблица 2.Table 2.
IFN-γ-анализ легочного туберкулеза при стимуляции гибридным белком rΔMPT64 и митогенамиIFN-γ analysis of pulmonary tuberculosis when stimulated with the fusion protein rΔMPT64 and mitogens
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20one
2
3
four
5
6
7
8
9
10
eleven
12
13
fourteen
fifteen
16
17
eighteen
19
twenty
27,0
59,2
73,0
24,8
11,7
4,7
2,9
5,3
27,6
57,2
10,9
62,3
1,7
33,4
7,2
98,7
74,6
43,1
67,354.3
27.0
59.2
73.0
24.8
11.7
4.7
2.9
5.3
27.6
57.2
10.9
62.3
1.7
33,4
7.2
98.7
74.6
43.1
67.3
4,1
3,1
1,3
1,9
0,98
1,12
1,2
0,57
0,23
0,12
3,7
6,1
0,3
0,78
9,75
8,9
11,7
111,2
103,44.23
4.1
3,1
1.3
1.9
0.98
1.12
1,2
0.57
0.23
0.12
3,7
6.1
0.3
0.78
9.75
8.9
11.7
111.2
103,4
32,1
148,4
129,2
49,7
19,7
139,7
24,6
44,7
163,1
68,7
56,9
67,2
23,8
36,0
77,8
72,2
23,5
184,2
154,756.7
32.1
148.4
129.2
49.7
19.7
139.7
24.6
44.7
163.1
68.7
56.9
67.2
23.8
36.0
77.8
72,2
23.5
184.2
154.7
47,6
123,0
117,0
43,2
23,1
126,8
21,3
53,1
143,9
65,3
72,1
57,4
19,7
34,5
67,3
78,1
32,3
179,3
165,763.5
47.6
123.0
117.0
43,2
23.1
126.8
21.3
53.1
143.9
65.3
72.1
57.4
19.7
34.5
67.3
78.1
32,3
179.3
165.7
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.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.
Клинический статус больных с разной формой туберкулезной инфекции, выявленных с использованием гибридного белка rΔMPT64, представлен в таблице 3. Для другой группы пациентов с туберкулезной инфекцией результаты продукции IFN-γ выражали в МЕ/мл с применением калибровочного графика. The clinical status of patients with various forms of tuberculosis infection identified using the rΔMPT64 fusion protein is shown in Table 3. For another group of patients with tuberculosis infection, IFN-γ production results were expressed in IU / ml using a calibration graph.
Таблица 3.Table 3.
Клинический статус больных туберкулезом, выявленных с использованием рекомбинантного белка rMPT-64 с помощью IFN-γ-анализаClinical status of tuberculosis patients identified using recombinant protein rMPT-64 using IFN-γ analysis
ппNo.
pp
(%)Specificity
(%)
В таблице 4 представлены результаты сравнительного изучения специфичности и чувствительности рекомбинантного белка rΔMPT64 в сравнении с PPD-туберкулином при стимуляции цельной клеточной культуры крови. Специфичность рекомбинантного белка в IFN-γ-анализе при выявлении туберкулеза оказывается выше, чем PPD-туберкулина.Table 4 presents the results of a comparative study of the specificity and sensitivity of the recombinant protein rΔMPT64 in comparison with PPD-tuberculin during stimulation of whole cell blood culture. The specificity of the recombinant protein in the IFN-γ analysis for the detection of tuberculosis is higher than the PPD-tuberculin.
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 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 go mainly to 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).
Claims (3)
- EcoRI-BamHI - фрагмента векторной плазмиды pGEX-2T 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;
- EcoRI-BamHI - фрагмента размером 636 п.н., содержащего фланкированный сайтами для эндонуклеаз рестрикции EcoRI и BamHI укороченный ген МРТ64, полученный амплификацией соответствующего гену фрагмента с геномной ДНК М. tuberculosis;
и содержит:
в качестве генетического маркера ген β-лактамазы, детерминирующий устойчивость трансформированных плазмидой рТВ323 клеток Е. coli к антибиотику ампициллину;
- уникальные сайты рестрикции: BamHI - 930/934, EcoRI - 1566/1570.1. Recombinant plasmid DNA rTB323 encoding a hybrid polypeptide: glutathione S-transferase (GST) and a shortened version of the protein MPT64 (rΔMPT64), has an average molecular weight of 3.6 MDa, size 5574 bp and consists of the following elements:
- EcoRI-BamHI - fragment of the vector plasmid pGEX-2T with a size of 4938 bp containing the β-lactamase gene, inducible tac promoter, internal lacI q gene encoding the repressor protein of the lactose operon, glutathione S-transferase gene fragment 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 located in front of MSCs;
- EcoRI-BamHI - fragment 636 bp in size, containing the truncated MPRI 64 gene flanked by sites for restriction endonucleases EcoRI and BamHI, obtained by amplification of the corresponding fragment with M. tuberculosis genomic DNA;
and contains:
as a genetic marker, the β-lactamase gene that determines the resistance of E. coli cells transformed with plasmid rTB323 to the antibiotic ampicillin;
- Unique restriction sites: BamHI - 930/934, EcoRI - 1566/1570.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011114537/10A RU2458130C1 (en) | 2011-04-13 | 2011-04-13 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011114537/10A RU2458130C1 (en) | 2011-04-13 | 2011-04-13 | 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 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458130C1 true RU2458130C1 (en) | 2012-08-10 |
Family
ID=46849603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011114537/10A RU2458130C1 (en) | 2011-04-13 | 2011-04-13 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458130C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991013157A1 (en) * | 1990-02-26 | 1991-09-05 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Shuttle plasmid for escherichia coli and mycobacteria |
RU2277540C2 (en) * | 2003-07-29 | 2006-06-10 | Зао "Велес Фарма" | Method for predicting tuberculous infection, recombinant plasmid dna coding the synthesis of cfp10-esat6 hybrid protein out of mycobacterium tuberculosis, the method of its obtaining, cfp10-esat6 hybrid protein and its application |
RU2282661C2 (en) * | 2004-08-16 | 2006-08-27 | Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека" | 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 |
RU2381274C2 (en) * | 2008-02-26 | 2010-02-10 | 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) | 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 |
-
2011
- 2011-04-13 RU RU2011114537/10A patent/RU2458130C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991013157A1 (en) * | 1990-02-26 | 1991-09-05 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Shuttle plasmid for escherichia coli and mycobacteria |
RU2277540C2 (en) * | 2003-07-29 | 2006-06-10 | Зао "Велес Фарма" | Method for predicting tuberculous infection, recombinant plasmid dna coding the synthesis of cfp10-esat6 hybrid protein out of mycobacterium tuberculosis, the method of its obtaining, cfp10-esat6 hybrid protein and its application |
RU2282661C2 (en) * | 2004-08-16 | 2006-08-27 | Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека" | 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 |
RU2381274C2 (en) * | 2008-02-26 | 2010-02-10 | 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) | 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 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
OETTINGER T. et al. "Cloning and B-cell epitope mapping ofMRT64 from M. tuberculosis H37Rv", Infection and Immunity, 62(5), 1994, p.2708-2764. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Brodin et al. | ESAT-6 proteins: protective antigens and virulence factors? | |
US8445662B2 (en) | Mycobacterium tuberculosis fusion protein and uses thereof | |
Spencer et al. | Identification of specific proteins and peptides in Mycobacterium leprae suitable for the selective diagnosis of leprosy | |
EP2912056B1 (en) | M. tuberculosis vaccines | |
Zhang et al. | Development and evaluation of a novel multiple-antigen ELISA for serodiagnosis of tuberculosis | |
US10703784B2 (en) | Antigens and epitopes derived from Mycobacterium tuberculosis | |
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 | |
Chen et al. | Novel recombinant RD2-and RD11-encoded Mycobacterium tuberculosis antigens are potential candidates for diagnosis of tuberculosis infections in BCG-vaccinated individuals | |
Pathakumari et al. | PpiA antigen specific immune response is a potential biomarker for latent tuberculosis infection | |
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 | |
Wen et al. | Involvement of methylated HBHA expressed from Mycobacterium smegmatis in an IFN-γ release assay to aid discrimination between latent infection and active tuberculosis in BCG-vaccinated populations | |
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? | |
Zhang et al. | Immunogenicity of recombinant outer membrane porin protein and protective efficacy against lethal challenge with Bordetella bronchiseptica in rabbits | |
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 | |
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 | |
Fihiruddin et al. | Expression and epitope prediction of MPT64 recombinant proteins from clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis as immunoserodiagnostic candidates | |
CN107530414B (en) | Mycobacterium tuberculosis antigen for distinguishing active tuberculosis infection and latent tuberculosis infection and application thereof | |
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 | |
Pathak et al. | Cloning, expression and purification of virB10 protein of Brucella melitensis and evaluation of its role as a serological marker for Brucella infection in experimental and natural host | |
KR101455176B1 (en) | Method for detecting Bacillus subtilis using fluorescence imaging of yqjL marker | |
Zhu et al. | Expression and diagnostic value of proteins in Mycobacterium tuberculosis | |
Patarroyo et al. | Peptides derived from the Mycobacterium tuberculosis Rv1490 surface protein implicated in inhibition of epithelial cell entry: Potential vaccine candidates? | |
EP3953709A1 (en) | Diagnostic reagents |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180414 |