LT5053B - Chaperons DnaK, DnaJ and GrpE from Meiothermus ruber having increased thermal stability and system and process for refolding proteins in vitro - Google Patents
Chaperons DnaK, DnaJ and GrpE from Meiothermus ruber having increased thermal stability and system and process for refolding proteins in vitro Download PDFInfo
- Publication number
- LT5053B LT5053B LT2002133A LT2002133A LT5053B LT 5053 B LT5053 B LT 5053B LT 2002133 A LT2002133 A LT 2002133A LT 2002133 A LT2002133 A LT 2002133A LT 5053 B LT5053 B LT 5053B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- dnak
- mru
- protein
- dnaj
- grpe
- Prior art date
Links
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 61
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 54
- 102000004447 HSP40 Heat-Shock Proteins Human genes 0.000 title claims abstract description 34
- 108010042283 HSP40 Heat-Shock Proteins Proteins 0.000 title claims abstract description 34
- 101000829489 Homo sapiens GrpE protein homolog 1, mitochondrial Proteins 0.000 title claims abstract description 27
- 102100023737 GrpE protein homolog 1, mitochondrial Human genes 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 241000589496 Meiothermus ruber Species 0.000 title description 24
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 108010006519 Molecular Chaperones Proteins 0.000 claims description 55
- 102000005431 Molecular Chaperones Human genes 0.000 claims description 45
- 101150052825 dnaK gene Proteins 0.000 claims description 25
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 23
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 claims description 23
- 101100278084 Nostoc sp. (strain PCC 7120 / SAG 25.82 / UTEX 2576) dnaK1 gene Proteins 0.000 claims description 15
- 101100117145 Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) dnaK2 gene Proteins 0.000 claims description 15
- 101150115114 dnaJ gene Proteins 0.000 claims description 14
- 101150053330 grpE gene Proteins 0.000 claims description 11
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J ATP(4-) Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J 0.000 claims description 7
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 7
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 claims description 6
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 claims description 6
- 238000010367 cloning Methods 0.000 claims description 6
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 5
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 5
- -1 Na 2 SO 4 Chemical class 0.000 claims description 3
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 2
- 241000031003 Monascus ruber Species 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 230000030788 protein refolding Effects 0.000 abstract description 9
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 abstract description 3
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 2
- 241000921347 Meiothermus Species 0.000 abstract 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 17
- 102100037579 D-3-phosphoglycerate dehydrogenase Human genes 0.000 description 15
- 108010026217 Malate Dehydrogenase Proteins 0.000 description 15
- 229920002684 Sepharose Polymers 0.000 description 12
- 229920002271 DEAE-Sepharose Polymers 0.000 description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 10
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 6
- 239000012506 Sephacryl® Substances 0.000 description 5
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 5
- GUPXYSSGJWIURR-UHFFFAOYSA-N 3-octoxypropane-1,2-diol Chemical compound CCCCCCCCOCC(O)CO GUPXYSSGJWIURR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000013611 chromosomal DNA Substances 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 102100038222 60 kDa heat shock protein, mitochondrial Human genes 0.000 description 3
- 238000011210 chromatographic step Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 3
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 3
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 3
- 101100507655 Canis lupus familiaris HSPA1 gene Proteins 0.000 description 2
- 108010058432 Chaperonin 60 Proteins 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 238000002523 gelfiltration Methods 0.000 description 2
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 102100024341 10 kDa heat shock protein, mitochondrial Human genes 0.000 description 1
- 101710154868 60 kDa heat shock protein, mitochondrial Proteins 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 108010059013 Chaperonin 10 Proteins 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100125027 Dictyostelium discoideum mhsp70 gene Proteins 0.000 description 1
- 101710106383 Disulfide bond formation protein B Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 101150031823 HSP70 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150064744 Hspb8 gene Proteins 0.000 description 1
- UGQMRVRMYYASKQ-KQYNXXCUSA-N Inosine Chemical class O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C2=NC=NC(O)=C2N=C1 UGQMRVRMYYASKQ-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 102000004195 Isomerases Human genes 0.000 description 1
- 108090000769 Isomerases Proteins 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 102000009658 Peptidylprolyl Isomerase Human genes 0.000 description 1
- 108010020062 Peptidylprolyl Isomerase Proteins 0.000 description 1
- 101710116318 Probable disulfide formation protein Proteins 0.000 description 1
- 239000012564 Q sepharose fast flow resin Substances 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 238000002105 Southern blotting Methods 0.000 description 1
- 241000589499 Thermus thermophilus Species 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000000211 autoradiogram Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000001876 chaperonelike Effects 0.000 description 1
- 101150036359 clpB gene Proteins 0.000 description 1
- 101150038575 clpS gene Proteins 0.000 description 1
- 230000004186 co-expression Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000013613 expression plasmid Substances 0.000 description 1
- 102000035175 foldases Human genes 0.000 description 1
- 108091005749 foldases Proteins 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 229960000789 guanidine hydrochloride Drugs 0.000 description 1
- PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N guanidinium chloride Chemical compound [Cl-].NC(N)=[NH2+] PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000004952 protein activity Effects 0.000 description 1
- 230000012846 protein folding Effects 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Šis išradimas priskirtinas baltymų biotechnologijos sričiai. Jo esmė - naujų šaperonų panaudojimas atstatant aktyvią baltymų struktūrą (refolduojant denatūruotus baltymus) in vitro.The present invention relates to the field of protein biotechnology. Its essence is the use of new chaperones to restore the active protein structure (by refolding denatured proteins) in vitro.
Molekuliniais šaperonais vadinami baltymai, kurie atstato denatūruotų arba dar 10 nesusiformavusių baltymų tretinę struktūrą (konformaciją), o tai pastariesiems sudaro galimybę įgauti jiems būdingą biocheminį ar fiziologinį aktyvumą. Jei atstatomas denatūruotų fermentų aktyvumas, tai šis refoldavimo atvejis vadinamas reaktyvacija. Termofiliniai šaperonai DnaK, DnaJ ir GrpE - tai rekombinantiniai baltymai, klonuoti iš Meiothermus ruber (M. ruber) ir ekspresuoti E. coli (toliau termofiliniai šaperonų baltymai žymimi Λ/r u. DnaK, Mrw.DnaJ, Λ/rn.GrpE, o jų genai, atitinkamai, Mru.dnaK, Mru.dnaJ, Mru.grpE). Visi šie baltymai yra išgryninti iš E. coli ir panaudoti denatūruotų baltymų struktūros atstatymo (refoldavimo) in vitro sistemoje.Molecular chaperones are proteins that restore the tertiary structure (conformation) of denatured or 10 non-formed proteins, which enable the latter to acquire their characteristic biochemical or physiological activity. If the activity of denatured enzymes is restored, this case of refolding is called reactivation. The thermophilic chaperones DnaK, DnaJ and GrpE are recombinant proteins cloned from Meiothermus ruber (M. ruber) and expressed in E. coli (hereafter thermophilic chaperone proteins are designated as Λ / r u. DnaK, Mrw.DnaJ, Λ / rn.GrpE, and their genes, respectively, Mru.dnaK, Mru.dnaJ, Mru.grpE). All of these proteins are purified from E. coli and utilized in an in vitro system for the refolding of denatured proteins.
Yra žinomi keli patentai, nagrinėjantys šaperonų baltymų arba genų panaudojimą aktyvios konformacijos baltymų gavimui, paminėtini: EP0885967 (su ekvivalentais JP11009274,There are several patents known for the use of chaperone proteins or genes for the production of active conformation proteins, including: EP0885967 (with equivalents JP11009274,
US6159708), EP1016724 (su ekvivalentais JP 2000189163, US6197547), EP0998485,US6159708), EP1016724 (with equivalents JP 2000189163, US6197547), EP0998485,
WO9905163, EP1149909, W00071723.WO9905163, EP1149909, W00071723.
Patentų EP0998485, WO9905163 autoriai baltymų refoldavimui siūlo naudoti šaperoninus Hsp60 (GroEL) arba jų fragmentus kartu su foldazėmis, tai gali būti peptidilprolilizomerazės arba tiol/disulfid-oksidoreduktazės (dažnai vadinamos protein-disulfid25 izomerazėmis). Patentų EP1149909, W00071723 autoriai tiems pat tikslams naudoja in vitro netermofilinius šaperonus DnaK, DnaJ ir GrpE iš įvairių šaltinių (E. coli, mielių, augalų ir žinduolių) kartu su kitos grupės šaperonais ClpB ir ClpS. Pastarieji autoriai ir patentų EP0885967, EP1016724 autoriai siūlo šaperonų DnaK, DnaJ, GrpE, GroES ir GroEL koekspresijos su pasirinktu tiksliniu baltymu variantus, norėdami gauti juos aktyvioje konformacijoje in vivo. Tačiau nei vienas nagrinėjamas analogas baltymų refoldavimui nepanaudojo termofilinių šaperonų. Be to, kaip bus parodyta toliau, šiame išradime siūlomi unikalūs termofiliniai šaperonai savo aktyvumu pranoksta analogus iš kitų šaltinių.The authors of EP0998485, WO9905163 propose the use of chaperonines Hsp60 (GroEL) or fragments thereof together with foldases for protein refolding, which may be peptidylprolylisomerases or thiol / disulfide oxidoreductase (often referred to as protein disulfide25 isomerases). The authors of EP1149909, W00071723 use the in vitro non-thermophilic chaperones DnaK, DnaJ and GrpE from various sources (E. coli, yeast, plants and mammals) together with another group of chaperones ClpB and ClpS. The latter authors and the authors of EP0885967, EP1016724 propose variants of co-expression of chaperones DnaK, DnaJ, GrpE, GroES and GroEL with the target protein of interest in order to obtain them in active conformation in vivo. However, none of the analogues in question used thermophilic chaperones for protein refolding. Furthermore, as will be shown below, the unique thermophilic chaperones of the present invention outperform analogs from other sources in their activity.
Šio išradimo tikslas buvo sukurti baltymų refoldavimo in vitro sistemą, panaudojant rekombinantinius termofilinius šaperonus. Tam tikslui pasiekti termofiliniai šaperonų Mru. dnaK, Mru.dnaJ ir Mru.grp E genai buvo klonuoti iš mezofilinio mikroorganizmo M. ruber, perkelti į E. coli ir ekspresuoti. Tokiu būdu gauti nauji rekombinantiniai šaperonai buvo išgryninti ir panaudoti, komponuojant baltymų refoldavimo sistemas in vitro. Buvo surastos tokios šaperonų sistemos, kurios efektyviai atstato denatūruotų baltymų struktūrą ir gali būti panaudotos įvairios paskirties baltymų aktyvumo atstatymui biotechnologiniuose procesuose.It was an object of the present invention to provide an in vitro protein refolding system using recombinant thermophilic chaperones. To this end, thermophilic chaperone Mru. The dnaK, Mru.dnaJ, and Mru.grp E genes were cloned from the mesophilic microorganism M. ruber, transferred to E. coli, and expressed. The novel recombinant chaperones thus obtained were purified and used in the construction of protein refolding systems in vitro. Chaperone systems have been found which efficiently restore the structure of denatured proteins and can be used to restore protein activity in a variety of applications in biotechnological processes.
vv
Šio išradimo DnaK, DnaJ ir GrpE šaperonų baltymai buvo identifikuoti, klonuoti ir ekspresuoti pirmą kartą, be to, pademonstruotas jų didelis aktyvumas baltymų refoldavimo procese. Pilna M.ruber dnaK (hsp70) operono seka atskleista ir deponuota autorių vardu GenBank duomenų bazėje, numeris AF507046 (http://www.nebi.nlm.nih.gov/).The DnaK, DnaJ and GrpE chaperone proteins of the present invention were first identified, cloned, and expressed, and exhibited high activity in protein refolding. The complete sequence of the M.ruber dnaK (hsp70) operon was disclosed and deposited on behalf of the authors in the GenBank Database, AF507046 (http://www.nebi.nlm.nih.gov/).
Šaperonai A/rw.DnaK, A/r«.DnaJ ir Mru. GrpE yra termofiliniai ir skiriasi nuo anksčiau žinomų pagal savo kilmę, atsparumą aukštai temperatūrai ir didesnį refoldavimo aktyvumą. Nauji termofiliniai šaperonai iš M. ruber turi charakteristikas, pateiktas 1 lentelėje:Chaperones A / rw.DnaK, A / r «.DnaJ and Mru. GrpE are thermophilic and differ from those previously known for their origin, high temperature resistance, and higher refold activity. The new thermophilic chaperones from M. ruber have the characteristics shown in Table 1:
Lentelė 1.Table 1.
Jų aminorūgščių sekos pateiktos toliau (Fig. 1 - 3).Their amino acid sequences are shown below (Figs. 1-3).
Naujiems šaperonų baltymams gauti buvo naudotos rekombinantinės plazmidės pUC19TR1, pUC19-TR2 ir pUC19-TR3; šios plazmidės saugomos Biotechnologijos instituto (Vilnius) Rekombinantinių baltymų tyrimo laboratorijoje ir joms suteikti numeriai BI-TR1, BI-TR2, BI-TR3, atitinkamai.Recombinant plasmids pUC19TR1, pUC19-TR2 and pUC19-TR3 were used to generate novel chaperone proteins; these plasmids are stored in the Recombinant Protein Research Laboratory of the Institute of Biotechnology (Vilnius) under the numbers BI-TR1, BI-TR2, BI-TR3, respectively.
Rekombinantinė plazmidė pUC19-TRl (deponavimo numeris BI-TR1) pasižymi tokiomis savybėmis:The recombinant plasmid pUC19-TRl (Accession number BI-TR1) has the following properties:
- ji koduoja dalį M.ruber dnaK operono;- it encodes part of the M.ruber dnaK operon;
- jos bendras ilgis 5500 bazių porų;- has a total length of 5500 base pairs;
- ji susideda iš sekančių elementų:- it consists of the following elements:
EcoRl-HindlII 2,7 tūkst. bazių porų dydžio pUC19 plazmidės fragmento, turinčio geną, apsprendžiantį atsparumą ampicilinui ir pMBl replikono (ori srities); EcoRl-HindlII fragmento 2,8 tūkst. bazių porų dydžio, koduojančio dalį geno Mru.dnaK, visą Mru.grpE ir dalį Mru.dnaJ geno.EcoRl-HindlII 2.7 ths. a pore size pUC19 plasmid fragment containing a gene conferring ampicillin resistance and a pMB1 replicon (ori region); 2.8 thousand EcoR1-HindIII fragment. the size of the base pore encoding part of the Mru.dnaK gene, the entire Mru.grpE and part of the Mru.dnaJ gene.
Plazmidės pUC19-TR2 (deponavimo numeris BI-TR2) bendras ilgis 3500 bp, ji koduoja dalį M.ruber dnaK operono ir susideda iš sekančių elementų:The plasmid pUC19-TR2 (deposit number BI-TR2) has a total length of 3500 bp, encodes a portion of the M.ruber dnaK operon, and consists of the following elements:
EcoRl-HindlII 2,7 tūkst. bazių porų dydžio pUC 19 plazmidės fragmento, turinčio geną apsprendžiantį atsparumą ampicilinui irpMBl replikono (ori srities); EcoRl-HindlII 0,8 tūkst. bazių porų dydžio fragmento, koduojančio 5’-galinę Mru. dnaK geno dalį ir jo promotorių.EcoRl-HindlII 2.7 ths. a pore-size plasmid fragment of base pore containing the gene-specific resistance to ampicillin and the replicon (orI region) to pMB1; EcoRl-HindlII 0.8 thousand. a pore-size fragment encoding the 5'-terminal Mru. part of the dnaK gene and its promoter.
Plazmidė pUC19-TR3 (deponavimo numeris BI-TR3) bendras ilgis 5500 bp, ji koduoja dalį M.ruber dnaK operono ir susideda iš sekančių elementų:Plasmid pUC19-TR3 (deposit number BI-TR3) has a total length of 5500 bp, encodes part of the M.ruber dnaK operon, and consists of the following elements:
Ecl\3611 2,7 tūkst. bazių porų dydžio pUC19 plazmidės fragmento, turinčio geną apsprendžiantį atsparumą ampicilinui irpMBl replikono (ori srities);Ecl \ 3611 2,7 ths. a pore size base of a pUC19 plasmid containing gene-specific ampicillin resistance and a replicon (orI region) of pMB1;
Ecl\3611 2,8 tūkst. bazių porų dydžio fragmento, koduojančio dalį geno Mru.grpE ir visą Mru.dnaJ geną.Ecl \ 3611 2.8 thousand. a pore-size fragment encoding part of the Mru.grpE gene and the entire Mru.dnaJ gene.
Baltymų aktyvios struktūros atstatymo (refoldavimo) in vitro sistema apima praradusį aktyvią struktūrą baltymą buferį, turintį palaikančių joninę jėgą druską disulfidinius baltymo tiltelius redukuojantį agentą adenozintrifosfatą ir klonuotus termofilinius Mru.DnaK, Mru.OnaS ir Mru.GrpE šaperonus pagal šį išradimą. Sistema yra vandeninio tirpalo formoje, ir komponentų kiekis nustatomas iš sąlygų:The in vitro protein active structure refolding system comprises a lost active structure protein buffer containing an ionic salt salt disulfide protein bridge reducing agent adenosine triphosphate and cloned thermophilic Mru.DnaK, Mru.OnaS and Mru.GrpE chaperones. The system is in the form of an aqueous solution and the amount of components is determined from the conditions:
Baltymas, kurio struktūrą reikia atstatyti 3-5 μΜProtein whose structure requires 3-5 μΜ
Buferis (optimaliai TRIS-HC1)Bumper (optimum TRIS-HC1)
Druskos, reikalingos joninei jėgai palaikyti Agentas, redukuojantis disulfidinius baltymo tiltelius, (optimaliai ditiotreitolis)Salts required to maintain ionic strength Agent for reducing disulfide protein bridges (optimally dithiothreitol)
Termofiliniai šaperonų baltymai:Thermophilic chaperone proteins:
Mru. DnaK,Mru. DnaK,
Afru.DnaJAfru.DnaJ
A/ru.GrpEA / ru.GrpE
Adenozintrifosfatas pH 7,5 - 8,5 0,38-0,42 MAdenosine triphosphate pH 7.5 - 8.5 0.38-0.42 M
2-5 μΜ2-5 μΜ
- 5 μΜ 3 - 5 μΜ- 5 μΜ 3 - 5 μΜ
0,3 - 0,5 μΜ 9-11 mM.0.3 - 0.5 μΜ 9-11 mM.
Baltymų aktyvios struktūros atstatymo in vitro būdas, panaudojant šaperonus pagal išradimą pasižymi tuo, kad denatūruotą baltymą praskiedžia buferiu, pavyzdžiui, TRISHC1, pH 7,5 + 0,1, turinčiu joninę jėgą palaikančių druskų, pavyzdžiui, Na2SO4, KC1, Mg(CH3COO)2, prideda disulfidinių baltymo tiltelių redukavimui ditiotreitolio iki 2-5 μΜ, po to prideda termofilinių Mrw.DnaK, Mru.OnaJ ir Mru.GrpE šaperonų mišinį, optimaliai, santykiu 10:10:1, po inkubavimo 37°C dar prideda adenozintrifosfato iki koncentracijos 10 + 1 mM ir išlaiko mažiausiai 5 min.An in vitro method of restoring the active structure of a protein using chaperones according to the invention is characterized in that the denatured protein is diluted with a buffer such as TRISHC1, pH 7.5 + 0.1, containing ionic salts such as Na 2 SO 4, KC 1, Mg ( CH3COO) 2, add dithiothreitol to 2-5 μΜ for reduction of disulfide protein bridges, then add a mixture of thermophilic chaperones Mrw.DnaK, Mru.OnaJ and Mru.GrpE, optimally at 10: 10: 1, after incubation at 37 ° C. adenosine triphosphate to a concentration of 10 + 1 mM and retains for at least 5 min.
Išradimo baltymų refoldavimo in vitro sistema, panaudojant rekombinantinius termofilinius šaperonus, yra iliustruojama informacija, pateikta Fig 1 - Fig. 11, kartu nurodant naudotas metodikas.The in vitro protein refolding system of the present invention using recombinant thermophilic chaperones is illustrated in Figs. 11, together with the methodologies used.
Fig.l pateikta A/ru.DnaK termofilinių šaperonų pagal išradimą aminorūgščių seka;Figure 1 shows the amino acid sequence of A / ru.DnaK thermophilic chaperones of the invention;
Fig.2 pateikta Λ/ru.GrpE termofilinių šaperonų pagal išradimą aminorūgščių seka;Fig. 2 shows the amino acid sequence of Λ / ru.GrpE thermophilic chaperones of the invention;
Fig.3 pateikta A/rw.DnaJ termofilinių šaperonų pagal išradimą aminorūgščių seka;Figure 3 shows the amino acid sequence of A / rw.DnaJ thermophilic chaperones of the invention;
Fig. 4 pateikta M. ruber operono, koduojančio Mru.dnaK, Mru.dnaJ, Mru.grpE genus, nukleotidų seka. Genas Mru.dnaK nuo 634 iki 2499 nukleotido, genas Mru.grpE nuo 2578 iki 3108 nukleotido, genas Mru.dnaJ nuo 3182 iki 4063 nukleotido.FIG. 4 shows the nucleotide sequence of the M. ruber operon encoding the genes Mru.dnaK, Mru.dnaJ, Mru.grpE. Mru.dnaK gene 634 to 2499 nucleotides, Mru.grpE gene 2578 to 3108 nucleotides, Mru.dnaJ gene 3182 to 4063 nucleotides.
Fig. 5 atkartoja Meiothermus ruber chromosominės DNR Southem’o bloto vaizdą naudojant [32P]-žymėtąifoaA' geno fragmentą. Pažymėti naudoti klonavimui fragmentai.FIG. 5 replicates the Southem blot image of Meiothermus ruber chromosomal DNA using a [ 32 P] -labeled fragment of the foaA 'gene. Selected fragments for use in cloning.
Chromosominė DNR veikta:Chromosomal DNA performed:
\-EcoRV\ -EcoRV
2- EcoRV+Eco47III 3 - Eco471II 4-NsbI 5 - Bspl20I2- EcoRV + Eco47III 3 - Eco471II 4-NsbI 5 - Bspl20I
- Bspl20I+PaeI- Bspl20I + PaeI
- Pael &-Alw44I- Pael & -Alw44I
- Alw44I+EheI \0-EheI- Alw44I + EheI \ 0-EheI
M - DNR markeris (3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 kb)M - DNA marker (3.0; 3.5; 4.0; 5.0; 6.0; 8.0; 10.0 kb)
Fig. 6. Plazmidžių pUC19-TRl, pUC19-TR2 ir pUC19-TR3 su M. ruber DNR fragmentais schema. Fig. 7 iliustruoja Mru.DnaK baltymo gryninimo stadijas, frakcijų analizę atliekant elektroforezės būdu SDS-PAA geliuose (12%, redukuojančios sąlygos), kurFIG. Scheme of plasmids pUC19-TR1, pUC19-TR2 and pUC19-TR3 with M. ruber DNA fragments. FIG. 7 illustrates purification steps of Mru.DnaK protein by fractional analysis on SDS-PAA gels (12%, reducing conditions), where
A Chromatografija naudojant DEAE-Sefarozės kolonėlę:A Chromatography on a DEAE-Sepharose column:
- baltymo molekulinės masės standartai, (iš viršaus: 116, 66.2, 45, 35, 25, J8.4 kDa),- molecular weight standards for protein (from above: 116, 66.2, 45, 35, 25, J8.4 kDa),
- biomasės ekstrakto supematantas prieš užnešimą ant DEAE-Sefarozės,- biomass extract supernatant prior to application to DEAE-Sepharose,
- nesorbuota frakcija,- non-adsorbed fraction,
4-10 yra frakcijos iš DEAE-Sefarozės kolonėlės.4-10 are fractions from a DEAE-Sepharose column.
. 5 B Chromatografija naudojant Fenil-Sefarozės kolonėles:. 5 B Chromatography on Phenyl-Sepharose columns:
- baltymo molekulinės masės standartai, (iš viršaus: 116, 66.2, 45, 35, 25 kDa),- molecular weight standards for the protein, (top: 116, 66.2, 45, 35, 25 kDa),
- jungtinės atrinktos frakcijos po DEAE-Sefarozės kolonėlės,- pooled fraction after DEAE-Sepharose column,
3-10 yra frakcijos iš Fenil-Sefarozės kolonėlės.3-10 are fractions from the Phenyl-Sepharose column.
C Gelfiltracija ant Sefakrilo S-300 kolonėles:C Gel filtration on Sephacryl S-300 columns:
1 - baltymo molekulinės masės standartai, (iš viršaus: 116, 66.2, 45, 35, 25, 18.4,14.4 kDa),1 - molecular weight standards for the protein, (from above: 116, 66.2, 45, 35, 25, 18.4, 14.4 kDa),
- jungtinės atrinktos frakcijos po Fenil-Sefarozės kolonėlės,- pooled fraction after selection of Phenyl-Sepharose column,
3-10 yra frakcijos iš Sefakrilo kolonėlės.3-10 are fractions from a Sephacrylic column.
Fig. 8 pavaizduotos Λ/ru.DnaJ baltymo gryninimo stadijos, frakcijų analizę atliekant 15 elektroforezės būdu SDS-PAA geliuose (12%, redukuojančios sąlygos), kurFIG. 8 depicts the purification steps of Λ / ru.DnaJ protein by fractional analysis on 15 SDS-PAA gels (12%, reducing conditions), where
A Chromatografija naudojant LRY2KT -Sefarozės kolonėlę:A Chromatography on an LRY2KT-Sepharose column:
- baltymo molekulinės masės standartai, (iš viršaus: 116, 66.2, 45, 35, 25, 18.4, 14.4 kDa).- molecular weight standards for the protein, (top: 116, 66.2, 45, 35, 25, 18.4, 14.4 kDa).
- biomasės ekstrakto supematantas prieš užnešimą ant LRY2KT- Sefarozės,- biomass extract supernatant prior to application to LRY2KT-Sepharose,
- nesorbuota frakcija,- non-adsorbed fraction,
4-10 yra frakcijos iš LRY2KT -Sefarozės kolonėlės;4-10 are fractions from the LRY2KT -Sepharose column;
B Chromatografija naudojant CM-Sefarozės kolonėlę:B Chromatography on a CM-Sepharose column:
- baltymo molekulinės masės standartai, (iš viršaus: 116, 66.2, 45, 35, 25 kDa).- molecular weight standards for the protein, (top: 116, 66.2, 45, 35, 25 kDa).
- jungtinės atrinktos frakcijos po LRY2KT- Sefarozės kolonėlės;- pooled fraction fraction after LRY2KT-Sepharose column;
- nesorbuota frakcija,- non-adsorbed fraction,
4-9 yra frakcijos iš CM -Sefarozės kolonėlės.4-9 are fractions from the CM-Sepharose column.
Fig. 9 pavaizduotos A/ru.GrpE baltymo gryninimo stadijos, frakcijų analizė -elektroforezės būdu SDS-PAA geliuose (15%, redukuojančios sąlygos), kur A Chromatografija naudojant DEAE-Sefarozės kolonėlę:FIG. 9 depicts the purification steps of A / ru.GrpE protein, fractional analysis by electrophoresis on SDS-PAA gels (15%, reducing conditions), where A Chromatography using DEAE-Sepharose column:
1 - baltymo molekulinės masės standartai (iš viršaus: 116, 66.2, 45, 35, 25, 18.4 kDa),1 - molecular weight standards of protein (from above: 116, 66.2, 45, 35, 25, 18.4 kDa),
- biomasės ekstrakto supematantas prieš užnešimą ant DEAE-Sefarozės,- biomass extract supernatant prior to application to DEAE-Sepharose,
- nesorbuota frakcija;- Unsorbed fraction;
4-10 yra frakcijos iš DEAE-Sefarozės kolonėlės.4-10 are fractions from a DEAE-Sepharose column.
B Chromatografija naudojant Oktil-Sefarozės kolonėlę:B Chromatography on an Octyl-Sepharose column:
- baltymo molekulinės masės standartai, (iš viršaus: J16, 66.2, 45, 35, 25, 18.4, 14.4 kDa),- molecular weight standards for protein (from above: J16, 66.2, 45, 35, 25, 18.4, 14.4 kDa),
- jungtinės atrinktos frakcijos po DEAE-Sefarozės kolonėlės,- pooled fraction after DEAE-Sepharose column,
3-10 yra frakcijos iš Oktil-Sefarozės kolonėlės.3-10 are fractions from the Octyl-Sepharose column.
C Gelfiltracija naudojant Sefakrilo S-100 kolonėlę:C Gel filtration using a Sephacryl S-100 column:
- baltymo molekulinės masės standartai, (iš viršaus: 116, 66.2, 45, 35, 25, 18.4, 14.4 kDa),- molecular weight standards for protein (from above: 116, 66.2, 45, 35, 25, 18.4, 14.4 kDa),
- jungtinės atrinktos frakcijos po Oktil-Sefarozės kolonėlės,- pooled fractions after octyl-Sepharose column,
3-8 yra frakcijos iš Sefakrilo S-100 kolonėlės.3-8 are fractions from a Sephacryl S-100 column.
Fig. 10 parodo rekombinantinių A/rzz.DnaK (Hsp70) ir Mru.DnaJ (Hsp40) terminį stabilumą.FIG. 10 shows the thermal stability of recombinant A / rzz.DnaK (Hsp70) and Mru.DnaJ (Hsp40).
Fig. 11 parodo MDH reaktyvaciją (aktyvumo atstatymą), naudojant E. coliFIG. 11 shows reactivation (restoration of activity) of MDH using E. coli
DnaK/J/GrpE ir M. ruber DnaK/J/GrpE šaperonines sistemas pagal išradimą, kur a- MDH + M.ruber šaperonai; b - MDH + E.coli šaperonai; c - MDH spontaninė reaktyvacija;DnaK / J / GrpE and M. ruber DnaK / J / GrpE chaperone systems according to the invention, wherein α- MDH + M.ruber chaperones; b - MDH + E.coli chaperones; c - spontaneous reactivation of MDH;
Naujų šaperonų genų klonavimo, genų ekspresijos E.coli, gautų šaperonų gryninimo bei jų terminio stabilumo nustatymo detalės aprašytos toliau pateiktuose pavyzdžiuose. Šie pavyzdžiai, kaip ir baltymų aktyvios struktūros atstatymo (refoldavimo) sistemos su termofiliniais šaperonais Mru.DnaK, Mr«.DnaJ ir Mru. GrpE paruošimo ir panaudojimo pavyzdys malatdehidrogenazės aktyvumo atstatymui, neapriboja išradimo apibrėžtyje nurodytos išradimo esmės.Details of the cloning of novel chaperone genes, purification of gene expression in E.coli, purification of the resulting chaperones, and determination of their thermal stability are described in the examples below. These examples, as well as protein-refolding systems with thermophilic chaperones Mru.DnaK, Mr «.DnaJ and Mru. An example of the preparation and use of GrpE for the recovery of malate dehydrogenase activity does not limit the scope of the invention as defined in the claims.
pavyzdys.example.
Termofilinių šaperonų genų klonavimasCloning of thermophilic chaperone genes
Termofilinių šaperonų klonavimui pasirinktas bakterinis kamienas Meiothermus ruber, kuris buvo išskirtas iš Kamčiatkos (RU) geizerių. Kamieną maloniai suteikė MBI Fermentas (Vilnius). M ruber yra gramneigiamos bakterijos, neformuojančios sporų ir turinčios augimo temperatūros optimumą 60-65°C. Chromosominė DNR, išskirta iš M. ruber kamieno buvo restriktuota keliomis restriktazėmis, elektroforetiškai frakcionuota 1% agarozėje ir blotuota su [32P]-žymėtu M. ruber dnaK geno fragmentu, gautu polimerazinės grandininės reakcijos (PGR) būdu amplifikavus konservatyvią dnaK geno 5’-dalį su degeneruotais pradmenimis, kurie parinkti analizuojant E. coli ir Thermus thermophilus dnaK genų sekas:The bacterial strain Meiothermus ruber, which was isolated from Kamchatka (RU) geysers, was selected for cloning thermophilic chaperones. The strain was kindly provided by MBI Fermentas (Vilnius). M ruber is a Gram-negative bacterium that does not form spores and has a growth temperature optimum of 60-65 ° C. The chromosomal DNA isolated from the M. ruber strain was digested with several restriction enzymes, electrophoretically fractionated on 1% agarose, and blotted with the [ 32 P] -labeled fragment of the M. ruber dnaK gene obtained by polymerase chain reaction (PCR) amplification of the conserved dnaK gene 5'- a portion with degenerate primers selected for analysis of the E. coli and Thermus thermophilus dnaK gene sequences:
’-ATTGACCTGGGIACIACIAAC-3 ’ ’ -C(G/T)GCGGTIGG(C/T)TCGTTGAT-3 ’ kur I yra inozino nukleotidas.'-ATTGACCTGGGIACIACIAAC-3' '-C (G / T) GCGGTIGG (C / T) TCGTTGAT-3' wherein I is an inosine nucleotide.
Southern’o bloto autoradiograma yra pateikta Fig. 5.The autoradiogram of the Southern blot is shown in Figs. 5.
M. ruber chromosominės DNR fragmentai (2,8 ir 0,8kb), gauti naudojant EheI restriktazę, buvo pasirinkti klonavimui. Šie fragmentai buvo išskirti iš preparatyvinės elektroforezės gelio ir liguoti į plazmidės pUC19 Ecll36II taikinį bei transformuoti į E. coli. Gauti klonai pakartotinai hibridizuoti su aukščiau minėtu M. ruber dnaK geno fragmentu ir atrinktos dvi kolonijos, turinčios plazmidės su 2,8 ir 0,8 kb fragmentais. Šios plazmidės (pUC19-TRl ir pUC19-TR2) buvo sekvenuotos. Išanalizavus gautus duomenis paaiškėjo, kad jų fragmentai apima didžiąją dalį M. ruber operono su dnaK, grpE ir dnaJ genais (Fig. 6).M. ruber chromosomal DNA fragments (2.8 and 0.8kb) obtained by EheI restriction enzyme were selected for cloning. These fragments were isolated from preparative gel electrophoresis and ligated to the target of plasmid pUC19 Ecll36II and transformed into E. coli. The resulting clones were re-hybridized with the above fragment of the M. ruber dnaK gene and two colonies containing plasmids with 2.8 and 0.8 kb fragments were selected. These plasmids (pUC19-TR1 and pUC19-TR2) were sequenced. Analysis of the obtained data revealed that their fragments comprise most of the M. ruber operon with dnaK, grpE and dnaJ genes (Fig. 6).
Nustačius, kad Mru.dnaJ genas plazmidėje pUC19-TRl yra nepilnas, aukščiau aprašytu hibridizacijos būdu buvo identifikuotas dar vienas klonas, turintis plazmidę pUC19-TR3 su Ecll36-Cfr42I fragmentu (2,8 kb). Sekvenavimo duomenys patvirtino, kad plazmidė pUC19TR3 turi likusią dnaJ geno dalį. Pilna M. ruber dnaK-grpE-dnaJ operono seka pateikta Fig. 4.After detecting that the Mru.dnaJ gene was deficient in plasmid pUC19-TR1, another clone containing the plasmid pUC19-TR3 with the Ecll36-Cfr42I fragment (2.8 kb) was identified by hybridization as described above. Sequencing data confirmed that plasmid pUC19TR3 contains the remainder of the dnaJ gene. The complete sequence of the M. ruber dnaK-grpE-dnaJ operon is presented in Figs. 4.
pavyzdys.example.
Termofilinių šaperonų Mru.dnaK, Mru.dnaJxrMru.grpE genų ekspresija E. coli Termofilinių šaperonų genai Mru.dnaK, Mru.dnaJ ir Mru.grpE iš plazmidžių pUC19-TRl ir pUC19-TR3 buvo perkelti į ekspresinę plazmidę pET21b(+) (Novagen, publikuota patente US4952496). Tai buvo atlikta PGR metodu į kiekvieno geno 5’-galinę dalį įvedus Ndel taikinius, o į 3’-galinę dalį - BamHI taikinius. Taip modifikuoti atitinkamų genų fragmentai buvo liguoti su pET21b(+) plazmidę, perskelta per Ndel-BamHI taikinius. Atrinktos plazmidės pET21-Mru-dnaK, pET21-Mru-dnaJ ir pET21-Mru-grpE toliau transformuotos į ekspresinį kamieną E.coli BL(DE3). Atrinktos kolonijos, kurios ekspresuoja didelį kiekį (10-20% nuo visų ląstelinių baltymų) rekombinantinio termofilinio šaperono po indukcijos 1 mM izopropilβ-D-tiogalaktopiranozidu (IPTG). Tokie kamienai tinka tolimesniam termofilinių šaperonų gryninimui, gaunant pakankamus jų kiekius baltymų refoldavimui in vitro tirti.Expression of the thermophilic chaperone Mru.dnaK, Mru.dnaJxrMru.grpE genes in E. coli The thermophilic chaperone genes Mru.dnaK, Mru.dnaJ and Mru.grpE were transferred from pUC19-TR1 and pUC19-TR3 into the expression plasmid pET21b (+) (Novagen , published in US4952496). This was done by PCR using Ndel targets at the 5'-end of each gene and BamHI targets at the 3'-end. Thus modified fragments of the respective genes were ligated with pET21b (+) plasmid cut through Ndel-BamHI targets. Selected plasmids pET21-Mru-dnaK, pET21-Mru-dnaJ and pET21-Mru-grpE were further transformed into the E. coli BL (DE3) expression strain. Colonies expressing high levels (10-20% of total cellular protein) of recombinant thermophilic chaperone after induction with 1 mM isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) were selected. Such strains are suitable for further purification of thermophilic chaperones, providing sufficient amounts for in vitro protein refolding.
pavyzdysexample
Termofilinių šaperonų 3/r«.DnaK, Λ/rn.DnaJ irMru.GrpE gryninimas.Purification of thermophilic chaperones 3 / r «.DnaK, Λ / rn.DnaJ andMru.GrpE.
Rekombinantinių šaperonų Mru.DnaK ir Mru.DnaJ gryninimas analitiniais kiekiais buvo atliekamas tokiu būdu. Kamienai E. coli BL(DE3) pET21-Mru.dnaK ir E.coli BL(DE3) pET21 -Mru.dnaJ buvo auginami iki optinio tankio OD6oonm=0,6-l,0 ir indukuojami 2-3 vai. pridėjus lmM IPTG. Gauta biomasė nucentrifuguojama, resuspenduojama lOmM TRIS-HCI, pH 7.8, lmM EDTA buferyje ir ardoma ultragarsu. Po lizato centrifugavimo supematantas su A/ru.DnaJ skiedžiamas 10 kartų su 20mM CFbCOONa, pH 5.6 buferiu.The purification of the recombinant chaperones Mru.DnaK and Mru.DnaJ by analytical amounts was performed as follows. E. coli BL (DE3) pET21-Mru.dnaK and E. coli BL (DE3) pET21 -Mru.dnaJ strains were grown to OD6oonm = 0.6-1.0 and induced for 2-3 h. with the addition of lmM IPTG. The resulting biomass is centrifuged, resuspended in 10mM TRIS-HCl, pH 7.8, 1mM EDTA buffer and sonicated. After centrifugation of the lysate, supernatant is diluted 10 times with A / ru.DnaJ in 20mM CFbCOONa, pH 5.6 buffer.
Tirpalas užnešamas ant Imi SP-Sefarozės Fast Flow (Amersham Pharmacia Biotech) kolonėlės (chromatografinė sistema AKTA explorer) ir leidžiamas 0-1M NaCl gradientas 20mM CHiCOONa, pH 5.6 buferyje. Λ/ru.DnaK atveju supematantas buvo skiedžiamas 10 kartu 50mM TRIS-HC1, pH 8.5 buferyje. Tirpalas užnešamas ant Imi Q-Sefarozės Fast Flow kolonėlės ir leidžiamas 0-1M NaCl gradientas 50mM TRIS-HC1, pH 8.5 buferis.The solution was applied to an Imi SP-Sepharose Fast Flow (Amersham Pharmacia Biotech) column (AKTA explorer chromatography system) and a 0-1M NaCl gradient in 20mM CHiCOONa pH 5.6 buffer was run. In the case of Λ / ru.DnaK, the supernatant was diluted 10 together with 50 mM TRIS-HCl, pH 8.5 buffer. The solution was applied to an Imi Q-Sepharose Fast Flow column and a 0-1M NaCl gradient in 50mM TRIS-HCl, pH 8.5 buffer was run.
Išanalizavus gautas frakcijas ant SDS-PAA gelio, atrenkamos tos, kurios turi švaresnius T/ry.DnaK arba A/ru.DnaJ baltymus.After analysis of the obtained fractions on SDS-PAA gel, those containing the purer T / ry.DnaK or A / ru.DnaJ proteins are selected.
Rekombinantinių A/ru.DnaK, Λ/ru. DnaJ ir Λ/ru.GrpE gryninimas preparatyviniais kiekiais atliekamas taikant individualų metodą kiekvienam iš baltymų, priklaisomai nuo jo fizikocheminių savybių, tokių kaip izoelektrinis taškas (pi), hidrofobiškumas, histidino aminorūgščių skaičius ir pozicija.Recombinant A / ru.DnaK, Λ / ru. Preparative purification of DnaJ and Λ / ru.GrpE is accomplished by an individual method for each of the proteins, nailed to its physicochemical properties such as isoelectric point (pi), hydrophobicity, histidine amino acid number and position.
Λ/ru.DnaK (pi 5,17) gryninamas per tris chromatografines stadijas: ant DEAE-Sefarozės, ant Fenil-Sefarozės ir ant Sefakrilo S-300 kolonėlių (Fig. 7).Λ / ru.DnaK (pi 5.17) was purified by three chromatographic steps: DEAE-Sepharose, Phenyl-Sepharose and Sephacryl S-300 columns (Fig. 7).
A/ru.DnaJ (pi 9,22) buvo išgrynintas per dvi chromatografines stadijas: ant LRY2KTSefarozės (sorbentas su biomimetiniu dažu - šviesai atsparus geltonasis, turintis vario jonų) ir ant CM-Sefarozės (Fig. 8).A / ru.DnaJ (pi 9.22) was purified by two chromatographic steps: on LRY2KTSepharose (sorbent with biomimetic dye - light-resistant yellow containing copper ions) and on CM-Sepharose (Fig. 8).
Λ/ru.GrpE (pi 4,86) buvo gryninamas per tris chromatografines stadijas: ant DEAESefarozės, ant Oktil-Sefarozės ir Sefakrilo S-100 (Fig. 9). Pritaikyta gryninimo metodologija davė patenkinamą rezultatą - daugiau negu 85% švarumą M. ruber šaperonų Λ/ru.DnaK, A/ru.DnaJ, A/ru.GrpE preparatams.Λ / ru.GrpE (pi 4.86) was purified through three chromatographic steps: DEAESepharose, Octyl-Sepharose and Sephacryl S-100 (Fig. (Fig.9). 9). The applied purification methodology gave satisfactory results - more than 85% purity for M. ruber chaperones Λ / ru.DnaK, A / ru.DnaJ, A / ru.GrpE.
pavyzdysexample
Šaperonų Λ/ru.DnaK ir A/ru.DnaJ terminio stabilumo nustatymasDetermination of thermal stability of chaperones Λ / ru.DnaK and A / ru.DnaJ
Šaperonų Λ/ru.DnaK ir A/ru.DnaJ terminis atsparumas tikrintas indukuotų biomasių ultragarsiniuose nuskaidrintuose ekstraktuose. E.coli ląstelės, ekspresuojančios A/ru.DnaJ (Fig. 10, takeliai 2-7) ir A/ru.DnaK (Fig. 10, takeliai 8, 9), buvo nucentrifuguotos ir resuspenduotos 10 mM TRIS-HCI, 1 mM EDTA buferiuose su pH reikšmėmis 7.4; 7.8; 8.2 (25°C). Ląstelės suardytos ultragarsu ir tirpi lizato frakcija inkubuota 37°C 10 min., perkelta į 65°C 10 min. ir nucentrifuguota. Tirpi frakcija (S) ir nuosėdos (P) analizuotos elektroforetiškaiThe thermal resistance of chaperones Λ / ru.DnaK and A / ru.DnaJ was tested in ultrasonic clarified extracts of induced biomasses. E. coli cells expressing A / ru.DnaJ (Fig. 10, lanes 2–7) and A / ru.DnaK (Fig. 10, lanes 8, 9) were centrifuged and resuspended in 10 mM TRIS-HCl, 1 mM EDTA in pH 7.4 buffers; 7.8; 8.2 (25 ° C). Cells were sonicated and the soluble lysate fraction was incubated at 37 ° C for 10 min, transferred to 65 ° C for 10 min. and centrifuged. The soluble fraction (S) and the precipitate (P) were analyzed by electrophoresis
12% SDS-PAA gelyje. Fig. 10 takelis 1 - baltymo molekulinės masės standartai (iš viršaus: 116,66.2,45, 35,25, 18.4,14.4 kDa).12% in SDS-PAA gel. FIG. Lane 10 - protein molecular weight standards (top: 116.66.2.45, 35.25, 18.4.14.4 kDa).
Pastebėta, kad rekombinantinio Λ/ru.DnaJ terminis stabilumas didėja kylant buferio pH reikšmei (Fig. 10). Esant pH 7.4 Mru.OnaJ išsėda pilnai, o jau esant pH 7.8 jis tampa pusiau tirpus. Baltymas A/rw.DnaJ lieka termoatsparus kai pH yra 8.2 (Fig. 10, takeliai 6 ir 7). Rekombinantinio A/rw.DnaK terminis atsparumas yra nepriklausomas nuo pH. Šis baltymas buvo tirpus pH intervale nuo 7.4 iki 8.2 (Fig. 10, takeliai 8 ir 9).It has been observed that the thermal stability of recombinant Λ / ru.DnaJ increases with increasing pH of the buffer (Fig. 10). At pH 7.4 Mru.OnaJ settles completely and at pH 7.8 it becomes semi-soluble. The protein A / rw.DnaJ remains thermally resistant at pH 8.2 (Fig. 10, lanes 6 and 7). The thermal resistance of recombinant A / rw.DnaK is pH independent. This protein was soluble in the pH range 7.4 to 8.2 (Fig. 10, lanes 8 and 9).
pavyzdysexample
Baltymų aktyvios struktūros atstatymo (refoldavimo) sistemos su termofiliniais šaperonais Mr«.DnaK, Mrrr.DnaJ ir Mrr/.GrpE paruošimas ir panaudojimas malatdehidrogenazės aktyvumo atstatymui.Preparation and use of a protein active structure reflux system with thermophilic chaperones Mr «.DnaK, Mrrr.DnaJ and Mrr / .GrpE to restore malate dehydrogenase activity.
Šaperonų aktyvumas buvo nustatinėjamas tokiu būdu. 3.8 μΜ mitochondrinės malatdehidrogenazės (MDH) buvo denatūruota buferyje su 3 M guanidino hidrochlorido 1 vai. 37°C temperatūroje ir tada praskiesta 30 kartų (iki 0.127 μΜ) foldavimo buferyje (25 mM TRIS-HC1, pH 7.5, 0.25 M Na2SO4, 150 mM KC1, 20 mM Mg(CH3COO)2, 3 mM DTT) su šaperonais 3.5μΜ A/rw.DnaK, 3.5μΜ Afrir.DnaJ ir 0.35μΜ A/rw.GrpE arba su tokias pat kiekiais E. coli rekombinantinių šaperonų DnaK, DnaJ ir GrpE. Mišinys buvo inkubuojamas 5 min. 37°C temperatūroje, o tada pridedama 10 mM adenozintrifosfato (ATF). Mitochondrinės malatdehidrogenazės aktyvumo atstatymas (reaktyvacija) buvo matuojamas 10 min. intervalais 2 vai. bėgyje. MDH aktyvumas buvo matuojamas pagal žinomą metodiką (Sanchez S A, Hazlett TL, Brunet JU, Jameson DM, 1998, Aggregation statės of mitochondrial malate dehydrogenase. Protein Sci 7: 2184-2189). Kontrolinis mėginys su denatūruota MDH buvo inkubuojamas be šaperonų, tai MDH spontaninės reaktyvacijos mėginys.Chaperone activity was determined as follows. 3.8 μΜ of mitochondrial malate dehydrogenase (MDH) was denatured in buffer with 3 M guanidine hydrochloride for 1 h. At 37 ° C and then diluted 30-fold (to 0.127 μΜ) in folding buffer (25 mM TRIS-HCl, pH 7.5, 0.25 M Na 2 SO 4 , 150 mM KCl, 20 mM Mg (CH 3 COO) 2 , 3 mM DTT ) with the chaperones 3.5μΜ A / rw.DnaK, 3.5μΜ Afrir.DnaJ and 0.35μΜ A / rw.GrpE or with the same amounts of E. coli recombinant chaperones DnaK, DnaJ and GrpE. The mixture was incubated for 5 min. At 37 ° C and then 10 mM adenosine triphosphate (ATF) was added. Recovery (reactivation) of mitochondrial malate dehydrogenase activity was measured for 10 min. interval 2 or. on the track. MDH activity was measured according to known procedures (Sanchez SA, Hazlett TL, Brunet JU, Jameson DM, 1998, Aggregation statuses of mitochondrial malate dehydrogenase. Protein Sci 7: 2184-2189). The control sample with denatured MDH was incubated without chaperones, a sample of spontaneous reactivation of MDH.
Iš Fig. 11 grafiko akivaizdu, kad mėginyje su M. ruber šaperonais MDH refoldavimas vyksta apie 10 kartų intensyviau, negu spontaninė MDH reaktyvacija ir apie 3 kartus intensyviau nei naudojant analogišką sistemą su E. coli šaperonais. Taigi galima teigti, kad baltymų aktyvios struktūros atstatymo (refoldavimo) sistema, naudojant rekombinantinius šaperoninius M. ruber baltymus pagal išradimą yra pranašesnė, lyginant su analogiškais baltymais iš E. coli.From FIG. From Figure 11, it is evident that in the sample with M. ruber chaperones, MDH reflux occurs about 10-fold more intensively than spontaneous MDH reactivation and about 3-fold more intensively than with an analogous system with E. coli chaperones. Thus, it can be argued that the protein active structure refolding system using the recombinant chaperonic M. ruber proteins of the invention is superior to the analogous proteins of E. coli.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2002133A LT5053B (en) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | Chaperons DnaK, DnaJ and GrpE from Meiothermus ruber having increased thermal stability and system and process for refolding proteins in vitro |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2002133A LT5053B (en) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | Chaperons DnaK, DnaJ and GrpE from Meiothermus ruber having increased thermal stability and system and process for refolding proteins in vitro |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2002133A LT2002133A (en) | 2003-07-25 |
| LT5053B true LT5053B (en) | 2003-09-25 |
Family
ID=27730946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2002133A LT5053B (en) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | Chaperons DnaK, DnaJ and GrpE from Meiothermus ruber having increased thermal stability and system and process for refolding proteins in vitro |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT5053B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7939711B2 (en) | 2006-09-11 | 2011-05-10 | The Chinese University Of Hong Kong | Abiotic stress tolerance conferred by J-domain containing proteins |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0885967A2 (en) | 1997-06-20 | 1998-12-23 | Hsp Research Institute, Inc. | Chaperone expression plasmids |
| WO1999005163A1 (en) | 1997-07-24 | 1999-02-04 | Medical Research Council | Refolding method using a foldase and a chaperone |
| EP1016724A2 (en) | 1998-12-28 | 2000-07-05 | Hsp Research Institute, Inc. | Plasmids expressing the trigger factors GroEL or GroES |
| WO2000071723A2 (en) | 1999-05-21 | 2000-11-30 | Roche Diagnostics Gmbh | Methods for regulating protein conformation using molecular chaperones |
-
2002
- 2002-12-24 LT LT2002133A patent/LT5053B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0885967A2 (en) | 1997-06-20 | 1998-12-23 | Hsp Research Institute, Inc. | Chaperone expression plasmids |
| WO1999005163A1 (en) | 1997-07-24 | 1999-02-04 | Medical Research Council | Refolding method using a foldase and a chaperone |
| EP0998485A1 (en) | 1997-07-24 | 2000-05-10 | Medical Research Council | Refolding method using a foldase and a chaperone |
| EP1016724A2 (en) | 1998-12-28 | 2000-07-05 | Hsp Research Institute, Inc. | Plasmids expressing the trigger factors GroEL or GroES |
| WO2000071723A2 (en) | 1999-05-21 | 2000-11-30 | Roche Diagnostics Gmbh | Methods for regulating protein conformation using molecular chaperones |
| EP1149909A1 (en) | 2000-04-28 | 2001-10-31 | Boehringer Mannheim Gmbh | Methods for regulating protein conformation using molecular chaperones |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7939711B2 (en) | 2006-09-11 | 2011-05-10 | The Chinese University Of Hong Kong | Abiotic stress tolerance conferred by J-domain containing proteins |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2002133A (en) | 2003-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rolfes et al. | Purification of the Escherichia coli purine regulon repressor and identification of corepressors | |
| Cormack et al. | RNase E activity is conferred by a single polypeptide: overexpression, purification, and properties of the ams/rne/hmp1 gene product. | |
| Tang et al. | Rapid RNA polymerase genetics: one-day, no-column preparation of reconstituted recombinant Escherichia coli RNA polymerase. | |
| Rother et al. | Identification and characterisation of the selenocysteine-specific translation factor SelB from the archaeon Methanococcus jannaschii | |
| Liu et al. | Gene 5.5 protein of bacteriophage T7 inhibits the nucleoid protein H-NS of Escherichia coli. | |
| Rao et al. | Enzymatic synthesis of c-di-GMP using a thermophilic diguanylate cyclase | |
| EP2505641B1 (en) | T7 RNA polymerase variants with Cysteine-Serine substitutions | |
| KR20110044753A (en) | Improved RNA Polymerase Variants | |
| Korovashkina et al. | Enzymatic synthesis of c-di-GMP using inclusion bodies of Thermotoga maritima full-length diguanylate cyclase | |
| Pire et al. | Heterologous overexpression of glucose dehydrogenase from the halophilic archaeon Haloferax mediterranei, an enzyme of the medium chain dehydrogenase/reductase family | |
| EP3066198A1 (en) | New methods to produce active tert | |
| Shaldzhyan et al. | Clean and folded: production of active, high quality recombinant human interferon-λ1 | |
| Abeldenov et al. | Cloning, expression and purification of recombinant analog of Taq DNA polymerase | |
| JP2002541861A (en) | Pharmacological targeting of mRNA cap formation | |
| Rashid et al. | Characterization of a RecA/RAD51 homologue from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus sp. KOD1 | |
| LT5053B (en) | Chaperons DnaK, DnaJ and GrpE from Meiothermus ruber having increased thermal stability and system and process for refolding proteins in vitro | |
| Jayalakshmi et al. | Purification and characterization of recombinant Plasmodium falciparum adenylosuccinate synthetase expressed in Escherichia coli | |
| US10487368B2 (en) | Stabilization of rubisco activase for enhanced photosynthesis and crop yields | |
| Vohra et al. | Pneumocystis carinii STE11, an HMG-box protein, is phosphorylated by the mitogen activated protein kinase PCM | |
| Kénesi et al. | Structural and evolutionary consequences of unpaired cysteines in trypsinogen | |
| Karmali et al. | Substitution of Glu-59 by Val in amidase from Pseudomonas aeruginosa results in a catalytically inactive enzyme | |
| Schlicke et al. | Expression and purification of histidine-tagged bacteriophage T7 DNA polymerase | |
| KR101219716B1 (en) | Method of producing recombinant endonucleases | |
| Yan et al. | Production of native protein by using Synechocystis sp. PCC6803 DnaB mini-intein in Escherichia coli | |
| Kumar et al. | Overexpression in Escherichia coli and purification of pteridine reductase (PTR1) from a clinical isolate of Leishmania donovani |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20041224 |