RU2313577C2 - Recombinant plasmid expressing vibrio cholerae cloned cef gene (variants) and escherichia coli strain-producer of vibrio cholerae cef (variants) - Google Patents
Recombinant plasmid expressing vibrio cholerae cloned cef gene (variants) and escherichia coli strain-producer of vibrio cholerae cef (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313577C2 RU2313577C2 RU2005115264/13A RU2005115264A RU2313577C2 RU 2313577 C2 RU2313577 C2 RU 2313577C2 RU 2005115264/13 A RU2005115264/13 A RU 2005115264/13A RU 2005115264 A RU2005115264 A RU 2005115264A RU 2313577 C2 RU2313577 C2 RU 2313577C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cef
- gene
- coli
- plasmid
- cho cell
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, генной инженерии, медицинской микробиологии и может быть использовано для изучения свойств, биохимической и биологической активности цитотонического фактора cef (CHO cell elongating factor) Vibrio cholerae.The invention relates to biotechnology, genetic engineering, medical microbiology and can be used to study the properties, biochemical and biological activity of the cytotonic factor cef (CHO cell elongating factor) Vibrio cholerae.
Роль Cef в патогенезе холеры и в качестве самостоятельного фактора вирулентности нехолерогенных штаммов практически не изучена. Исследования фактора Cef требуют наличия его препаратов, наиболее перспективным способом получения которых является использование продуцентов - рекомбинантных штаммов кишечной палочки, содержащих клонированный ген.The role of Cef in the pathogenesis of cholera and as an independent virulence factor of non-cholerogenic strains has not been studied. Studies of the Cef factor require the presence of its preparations, the most promising way of obtaining which is to use producers - recombinant strains of E. coli containing the cloned gene.
Известен штамм Vibrio cholerae JBK 70 биовара эльтор (см. статью McCardell B.A., Kothary M.H., Hall R.H., Sathyamoorthy V. Identification of a CHO cell elongating factor of Vibrio cholerae O1: Microbial Pathogenesis, 29, 2000, 1-8), из клеточных экстрактов которого был выделен препарат Cef, представляющий собой термолабильный белок с молекулярной массой (ММ) 85 кДа и pI 3,8, имеющий уникальную N-концевую аминокислотную последовательность, обладающий эстеразной активностью, способностью вызывать накопление жидкости в кишечнике мышей-сосунков и удлинение клеток CHO (CHO cell elongating factor), не сопровождающееся повышением уровней цАМФ или простагландина Е2, что указывало на механизм его действия, отличный от такового холерного токсина.The known strain Vibrio cholerae JBK 70 biovar eltor (see article McCardell BA, Kothary MH, Hall RH, Sathyamoorthy V. Identification of a CHO cell elongating factor of Vibrio cholerae O1: Microbial Pathogenesis, 29, 2000, 1-8), from cell of extracts of which Cef preparation was isolated, which is a heat-labile protein with a molecular weight (MM) of 85 kDa and a pI of 3.8, having a unique N-terminal amino acid sequence, having esterase activity, the ability to cause fluid accumulation in the intestines of sucker mice and lengthening CHO cells (CHO cell elongating factor), not accompanied by increased levels of cAMP or pro taglandina E 2, indicating that its mechanism of action different from that of cholera toxin.
Недостатком известного продуцента является то, что холерные вибрионы продуцируют множество ферментативно и биологически активных веществ, поэтому для исследования свойств Cef необходимо достижение высокой степени очистки исследуемого белка, что требует использования большого количества бактериальной массы и дорогостоящего оборудования, а также соблюдения режима работы с возбудителями особо опасных инфекций, что возможно только в специализированных лабораториях учреждений противочумной системы.A disadvantage of the known producer is that cholera vibrios produce many enzymatically and biologically active substances, therefore, to study the properties of Cef, it is necessary to achieve a high degree of purification of the studied protein, which requires the use of a large amount of bacterial mass and expensive equipment, as well as compliance with the operating mode with highly dangerous pathogens infections, which is possible only in specialized laboratories of institutions of the anti-plague system.
Известен вакцинный штамм Vibrio cholerae CVD 103-Hg классического биовара (см. статью Sathyamoorthy V., Hall R.H., McCardell B.A. et al. Purification and characterization of a cytotonic protein expressed in vitro by the live cholera vaccine candidate CVD 103-Hg: Infection and Immunity, 68, 2000, 6062-60650), из культуральной жидкости которого был получен препарат фактора Cef, первоначально обозначенного как S-CEP (secreted CHO cell elongating protein), представляющий собой термолабильный белок с ММ 79 кДа, N-концевая аминокислотная последовательность которого была лишь отчасти гомологична таковой Cef вибриона эльтор, обладающий способностью вызывать накопление жидкости в кишечнике мышей-сосунков и удлинение клеток CHO.A known biovar vaccine strain Vibrio cholerae CVD 103-Hg is available (see Sathyamoorthy V., Hall RH, McCardell BA et al. Purification and characterization of a cytotonic protein expressed in vitro by the live cholera vaccine candidate CVD 103-Hg: Infection and Immunity, 68, 2000, 6062-60650), from the culture fluid of which a preparation of factor Cef, originally designated as S-CEP (secreted CHO cell elongating protein), is a thermolabile protein with a 79 kD MM, whose N-terminal amino acid sequence was only partly homologous to that of Cef vibrio eltor, with the ability to cause fluid accumulation in the intestines of sucker mice and lengthening of CHO cells.
Однако для получения очень малого количества препарата требуются крайне большие объемы культуральной жидкости, а также необходимо проведение многоступенчатого процесса очистки от сопутствующих биологически активных факторов и соблюдения режима работы с возбудителями особо опасных инфекций.However, to obtain a very small amount of the drug, extremely large volumes of culture fluid are required, and it is also necessary to carry out a multi-stage purification process from associated biologically active factors and to comply with the regime of work with pathogens of especially dangerous infections.
За прототип выбран способ получения продуцентов рекомбинантных белков Cef холерных вибрионов эльтор и классического биовара (см. статью McCardell B.A., Sathyamoorthy V., Michalsky J. et al.: Microbial Pathogenesis, 32, 2002, 165-172), заключающийся в клонировании генов в Escherichia coli в составе векторной плазмиды pPICZαA и последующей их экспрессии в штамме дрожжей Pichia pastoris Х-33, трансформированном рекомбинантными плазмидами PVNS1 и PVNS2.For the prototype, a method was selected for producing producers of recombinant Cef protein cholera vibrios eltor and classical biovar (see McCardell BA, Sathyamoorthy V., Michalsky J. et al .: Microbial Pathogenesis, 32, 2002, 165-172), which consists in cloning genes into Escherichia coli in the vector plasmid pPICZαA and their subsequent expression in the yeast strain Pichia pastoris X-33 transformed with recombinant plasmids PVNS1 and PVNS2.
Недостатками прототипа являются образование в дрожжевом хозяине гликозилированного продукта с молекулярной массой 114 кДа, который сохраняет эстеразную активность и обусловливает удлинение CHO, но утрачивает способность вызывать накопление жидкости в кишечнике мышей-сосунков и не поддается декликозилированию без потери активности, а также длительный срок культивирования продуцента (3 суток) и необходимость использования в качестве индуктора крайне ядовитого метилового спирта. Кроме того, сконструированы продуценты Cef холерных вибрионов только двух биоваров О1 серогруппы, что ограничивает возможность сравнительного анализа свойств Cef холерных вибрионов O1, О139 и неО1/не O139 серогрупп.The disadvantages of the prototype are the formation in a yeast host of a glycosylated product with a molecular weight of 114 kDa, which maintains esterase activity and causes a prolongation of CHO, but loses its ability to cause fluid accumulation in the intestines of sucker mice and cannot be decomposed without loss of activity, as well as the long term culture of the producer ( 3 days) and the need to use extremely toxic methyl alcohol as an inducer. In addition, producers of Cef cholera vibrios of only two O1 serogroup biovars were designed, which limits the possibility of a comparative analysis of the properties of Cef cholera vibrios O1, O139 and neO1 / non O139 serogroups.
Техническая задача изобретения - создание рекомбинантных плазмид и штаммов Escherichia coli, экспрессирующих клонированный ген cef (CHO cell elongating factor) Vibrio cholerae разных биоваров и серогрупп под контролем РBAD-промотора.The technical task of the invention is the creation of recombinant plasmids and strains of Escherichia coli expressing the cloned gene cef (CHO cell elongating factor) Vibrio cholerae of different biovars and serogroups under the control of the P BAD promoter.
Задача решается путем создания:The problem is solved by creating:
- новой рекомбинантной плазмиды pCef61B, экспрессирующей клонированный ген cef (CHO cell elongating factor) холерного вибриона биовара эльтор в штаммах кишечной палочки;- a new recombinant plasmid pCef61B expressing the cloned cef gene (CHO cell elongating factor) of the cholera vibrio biovar eltor in E. coli strains;
- новой рекомбинантной плазмиды pCef69B, экспрессирующей клонированный ген cef (CHO cell elongating factor) холерного вибриона классического биовара в штаммах кишечной палочки;- a new recombinant plasmid pCef69B expressing the cloned cef gene (CHO cell elongating factor) of the classical biovar cholera vibrio in E. coli strains;
- новой рекомбинантной плазмиды pCef49B, экспрессирующей клонированный ген cef (CHO cell elongating factor) холерного вибриона не O1/не O139 (О13) серогруппы в штаммах кишечной палочки;- a new recombinant plasmid pCef49B expressing the cloned cef gene (CHO cell elongating factor) of the non-O1 / non O139 (O13) serogroup cholera vibrio in E. coli strains;
- новой рекомбинантной плазмиды pCef31B, экспрессирующей клонированный ген cef (CHO cell elongating factor) холерного вибриона 0139 серогруппы (Бенгал) в штаммах кишечной палочки.- a new recombinant plasmid pCef31B expressing the cloned cef gene (CHO cell elongating factor) of serogroup cholera vibrio 0139 (Bengal) in E. coli strains.
- штамма Escherichia coli Jm103pCef61B - продуцента Cef (CHO cell elongating factor) холерного вибриона биовара эльтор посредством трансформации штамма Е. coli Jm103 рекомбинантной плазмидой pCef61B.- Escherichia coli strain Jm103pCef61B - producer of Cef (CHO cell elongating factor) cholera vibrio biovar eltor by transforming E. coli strain Jm103 with recombinant plasmid pCef61B.
- штамма Escherichia coli Jm103pCef69B - продуцента Cef (CHO cell elongating factor) холерного вибриона классического биовара посредством трансформации штамма Е. coli Jm103 рекомбинантной плазмидой pCef69B.- Escherichia coli strain Jm103pCef69B - producer of Cef (CHO cell elongating factor) cholera vibrio of a classic biovar by transforming E. coli strain Jm103 with recombinant plasmid pCef69B.
- штамма Escherichia coli Jm103pCef49B - продуцента Cef (CHO cell elongating factor) холерного вибриона не O1/не О139 (О13) серогруппы посредством трансформации штамма Е. coli Jm103 рекомбинантной плазмидой pCef49B.- strain Escherichia coli Jm103pCef49B - producer of Cef (CHO cell elongating factor) cholera vibrio non O1 / non O139 (O13) serogroups by transforming E. coli strain Jm103 with recombinant plasmid pCef49B.
- штамма Escherichia coli Jm103pCef31B - продуцента Cef (CHO cell elongating factor) холерного вибриона О139 серогруппы (Бенгал) посредством трансформации штамма Е. coli Jm103 рекомбинантной плазмидой pCef31B.- strain Escherichia coli Jm103pCef31B - producer of Cef (CHO cell elongating factor) cholera vibrio O139 of the serogroup (Bengal) by transformation of E. coli strain Jm103 with the recombinant plasmid pCef31B.
На фиг.1 приведена схема векторной плазмиды pBAD18 (X81838), являющейся исходной для получения рекомбинантных плазмид pCef61B, pCef69B, pCef49B и pCef31B.Figure 1 shows the scheme of the vector plasmid pBAD18 (X81838), which is the source for the preparation of recombinant plasmids pCef61B, pCef69B, pCef49B and pCef31B.
На фиг.2 представлена схема конструирования рекомбинантных плазмид на примере pCef61B.Figure 2 presents the design scheme of recombinant plasmids on the example of pCef61B.
Плазмида pBAD18 (см. фиг.1) несет ген устойчивости к ампициллину (bla) и содержит РBAD-промотор арабинозного (araBAD) оперона и ген araC, продукт которого осуществляет регуляцию этого промотора: включает транскрипцию в присутствии арабинозы и подавляет ее в присутствии глюкозы. Полилинкер MCS2 встроен в плазмиду таким образом, что экспрессия клонированных генов осуществляется под контролем РBAD-промотора и поддается строгой регуляции.Plasmid pBAD18 (see figure 1) carries the gene for resistance to ampicillin (bla) and contains the P BAD promoter of the arabinose (araBAD) operon and the araC gene, the product of which regulates this promoter: includes transcription in the presence of arabinose and inhibits it in the presence of glucose . The MCS2 polylinker is inserted into the plasmid in such a way that the expression of the cloned genes is carried out under the control of the P BAD promoter and is subject to strict regulation.
Плазмиды pCef61B, pCef69B, pCef49B и pCef31B представляют собой генно-инженерные варианты, полученные путем встраивания в вектор pBAD18 генов cef V. cholerae O1 биоваров eltor и classicae, nonO1/nonO139 (О13) и О139 (Бенгал) соответственно (см. фиг.2).The plasmids pCef61B, pCef69B, pCef49B, and pCef31B are genetic engineering variants obtained by inserting the cef V. cholerae O1 genes of the eltor and classicae, nonO1 / nonO139 (O13) and O139 (Bengal) biovars into the pBAD18 vector, respectively (see Fig. 2 )
Будучи трансформированы в штаммы кишечной палочки Jm103, BW, M17 либо DH5α, рекомбинантные плазмиды экспрессируют клонированный ген под контролем РBAD-промотора. Экспрессия гена подавляется глюкозой и индуцируется арабинозой. В отсутствие глюкозы и арабинозы экспрессия клонированных генов происходит на низком уровне.When transformed into Escherichia coli strains Jm103, BW, M17, or DH5α, recombinant plasmids express the cloned gene under the control of the P BAD promoter. Gene expression is suppressed by glucose and induced by arabinose. In the absence of glucose and arabinose, the expression of cloned genes occurs at a low level.
Штаммы E. coli Jm103pCef61B, Jm103pCef69B, Jm103pCef49B и Jm103pCef31B представляют собой генно-инженерные варианты, полученные путем трансформации соответствующих рекомбинантных плазмид в штамм E. coli Jm103, и являются продуцентами плазмидной ДНК и Cef V. cholerae O1 биоваров eltor и classicae, nonO1/nonO139 (О13) и О139 (Бенгал) соответственно. Штаммы депонированы в коллекции музея живых культур Российского противочумного института "Микроб" под номерами КМ 190, КМ 191, КМ 189 и КМ 188.The strains of E. coli Jm103pCef61B, Jm103pCef69B, Jm103pCef49B and Jm103pCef31B are genetically engineered variants obtained by transformation of the corresponding recombinant plasmids into E. coli strain Jm103, and are producers of plasmid DNA and Cef V. choleraeOlée1OléeleeO1OléeleeO1OléeleeOe1e1OléeoreOlée1Oléeore1OléeoreOlée1Oléeore1Oléeore1Oléeo1e1 (O13) and O139 (Bengal), respectively. The strains were deposited in the collection of the museum of living cultures of the Russian anti-plague Institute "Microbe" under the numbers KM 190, KM 191, KM 189 and KM 188.
Полученные штаммы-продуценты характеризуются следующими признаками.The resulting producer strains are characterized by the following features.
Культурально-морфологические свойстваCultural and morphological properties
Все штаммы в жидких питательных средах (бульоне Хоттингера, мясопептонном бульоне) образуют равномерную муть, на плотных - круглые, выпуклые, гладкие, белые полупрозрачные колонии с ровным краем, тестообразной консистенции.All strains in liquid nutrient media (Hottinger broth, meat and peptone broth) form uniform turbidity, on dense strains round, convex, smooth, white translucent colonies with a smooth edge, a doughy consistency.
Физиолого-биохимические свойстваPhysiological and biochemical properties
Все штаммы разлагают с образованием кислоты и газа глюкозу, на среде Эндо образуют лактозонегативные колонии. Ауксотрофы. При индукции арабинозой проявляют эстеразную активность по отношению к твинам 20, 40, 60 и 80. Штаммы E. coli Jm103pCef61B (KM 190), Jm103pCef69B (KM 191) и Jm103pCef49B (KM 189) в условиях индукции также гидролизуют трибутирин. Штамм E. coli Jm103pCef31B (KM 188) не обладает активностью по отношению к трибутирину.All strains decompose with the formation of acid and gas glucose, lactose-negative colonies form on Endo medium. Auxotrophs. When induced by arabinose, they exhibit esterase activity with respect to twins 20, 40, 60, and 80. The strains E. coli Jm103pCef61B (KM 190), Jm103pCef69B (KM 191) and Jm103pCef49B (KM 189) also hydrolyze tributyrin under induction conditions. Strain E. coli Jm103pCef31B (KM 188) does not have activity against tributyrin.
Устойчивость к антибиотикамAntibiotic resistance
Штаммы устойчивы к 50 мкг/мл стрептомицина, что является свойством исходного штамма Jm103, и к 50-100 мкг/мл ампициллина за счет присутствия гена bla в составе векторной плазмиды pBAD18.The strains are resistant to 50 μg / ml streptomycin, which is a property of the original Jm103 strain, and to 50-100 μg / ml ampicillin due to the presence of the bla gene in the vector plasmid pBAD18.
Биологическая активностьBiological activity
Осветленные ультразвуковые дезинтеграты клеток помимо эстеразной активности обладают способностью вызывать удлинение клеток СНО и L929 и накопление жидкости в кишечнике мышей-сосунков.Clarified ultrasonic cell disintegrates, in addition to esterase activity, have the ability to cause elongation of CHO and L929 cells and fluid accumulation in the intestines of sucker mice.
Способ получения и использования рекомбинантных плазмид и штаммов-продуцентов иллюстрируется следующими примерами.The method of obtaining and using recombinant plasmids and producer strains is illustrated by the following examples.
Пример 1. Клонирование гена cef и получение рекомбинантных плазмид.Example 1. Cloning of the cef gene and obtaining recombinant plasmids.
Для ПЦР-синтеза гена cef используют праймеры, сконструированные нами на основе анализа нуклеотидной последовательности гена cef VCA0863 (АЕ004414): прямой - 5'-TCACGAATTCTCTGGAGTCGAACATGAAAC-3' и обратный - 5'-AAGCTCTAGAGAGAGTGCGCTTTTCGCTTT-3'.For the PCR synthesis of the cef gene, primers are used that we designed based on the analysis of the nucleotide sequence of the cef gene VCA0863 (AE004414): direct 5'-TCAC GAATTC TCTGGAGTCGAACATGAAAC-3 'and reverse 5'-AAGC TCTAGA GAGAGTGCGCTTTTGGT.
Поскольку амплификаты необходимо встроить в плазмидный вектор pBAD18 в ориентации, обеспечивающей направление транскрипции под контролем РBAD-промотора, на 5'-конце каждого праймера внесен сайт рестрикции для эндонуклеазы, образующей липкие концы: EcoRI для прямого праймера и XbaI - для обратного (в приведенных последовательностях выделены жирным шрифтом и подчеркнуты) в соответствии с порядком расположения сайтов рестрикции в полилинкере векторной плазмиды.Since the amplifiers must be inserted into the pBAD18 plasmid vector in an orientation that ensures the direction of transcription under the control of the P BAD promoter, a restriction site for the endonuclease forming sticky ends is introduced at the 5'-end of each primer: EcoRI for the forward primer and XbaI for the opposite (in the above sequences are shown in bold and underlined) in accordance with the order of the restriction sites in the polylinker of the vector plasmid.
Из штаммов V. cholerae eltor P-9961, V. cholerae classicae 569B, V. cholerae О13 17449 и V. cholerae О139 Р-16131 фенольным методом выделяют хромосомные ДНК, которые служат матрицами для синтеза искомого гена.From strains V. cholerae eltor P-9961, V. cholerae classicae 569B, V. cholerae O13 17449 and V. cholerae O139 P-16131 chromosomal DNAs are isolated by the phenolic method, which serve as templates for the synthesis of the desired gene.
300 мкл реакционной смеси для полимеразной цепной реакции содержат 0,5 нг ДНК-матрицы и следующие компоненты в указанных концентрациях: по 2,5 мкм каждого праймера, по 2,5 мМ всех четырех дезоксинуклеотидтрифосфатов, 3 ед. Taq-полимеразы и 0,1 объема прилагаемого к ней 10-кратного буфера. Смесь разливают по 30 мкл в 0,5-мл пластиковые пробирки и осуществляют реакцию по следующей схеме: 94°С - денатурация (1 мин), 63°С - отжиг (40 сек), 72°С - синтез (1 мин). Всего проводят 30 циклов амплификации, в последнем цикле время синтеза увеличивают до 30 минут. По окончании реакции смесь подвергают электрофорезу в 0,7% агарозном геле в трис-ацетатном буфере в присутствии 0,5 мкг/мл бромистого этидия, затем просматривают в ультрафиолетовом свете, вырезают участок геля с амплифицированным фрагментом, размером 2473 т.п.н., выделяют последний элюцией, очищают смесью фенол:хлороформ:изопропанол в соотношении 25:24:1 и осаждают этиловым спиртом.300 μl of the reaction mixture for the polymerase chain reaction contain 0.5 ng of the DNA template and the following components in the indicated concentrations: 2.5 μm of each primer, 2.5 mm of all four deoxynucleotide triphosphates, 3 units Taq polymerase and 0.1 volume of 10-fold buffer attached to it. The mixture is poured into 30 μl into 0.5-ml plastic tubes and the reaction is carried out according to the following scheme: 94 ° С - denaturation (1 min), 63 ° С - annealing (40 sec), 72 ° С - synthesis (1 min). In total, 30 cycles of amplification are carried out, in the last cycle the synthesis time is increased to 30 minutes. At the end of the reaction, the mixture was subjected to electrophoresis on a 0.7% agarose gel in Tris-acetate buffer in the presence of 0.5 μg / ml ethidium bromide, then viewed in ultraviolet light, a portion of the gel with an amplified fragment, 2473 kb in size, was cut out. , the latter is isolated by elution, purified with a mixture of phenol: chloroform: isopropanol in a ratio of 25: 24: 1 and precipitated with ethyl alcohol.
Полученные таким образом ПЦР-амплификаты и ДНК векторной плазмиды pBAD18 гидролизуют эндонуклеазами рестрикции EcoRI и XbaI согласно рекомендациям фирмы-изготовителя ферментов, очищают в агарозном геле и лигируют с использованием ДНК-лигазы фага Т4 и прилагаемого к ней буфера согласно рекомендациям изготовителя.The PCR amplifications and DNA of the vector plasmid pBAD18 thus obtained are hydrolyzed with restriction endonucleases EcoRI and XbaI according to the recommendations of the enzyme manufacturer, purified on an agarose gel and ligated using phage T4 DNA ligase and the buffer attached to it according to the manufacturer's recommendations.
Лигазными смесями трансформируют компетентные клетки E. coli Jm103, приготовленные накануне обработкой хлористым кальцием. После стандартной процедуры трансформации (0°С - 40 мин, 42°С - 2 мин, 0°С - 5 мин) клетки разводят в 10 раз средой LB с 0,5% глюкозы, подращивают в течение 1 ч и высевают на агар LB, содержащий 50 мкг/мл ампициллина и 0,5% глюкозы. Добавление глюкозы существенно, поскольку на стадии клонирования продукт гена cef может оказать токсическое действие на клетки кишечной палочки. Посевы инкубируют при 37°С.Ligase mixtures transform competent E. coli Jm103 cells prepared the day before by treatment with calcium chloride. After the standard transformation procedure (0 ° C - 40 min, 42 ° C - 2 min, 0 ° C - 5 min), the cells are diluted 10 times with LB medium with 0.5% glucose, grown for 1 h and plated on LB agar containing 50 μg / ml ampicillin and 0.5% glucose. The addition of glucose is essential since at the cloning stage the cef gene product may have toxic effects on E. coli cells. Crops are incubated at 37 ° C.
На следующие сутки выросшие ампициллинрезистентные колонии тестируют с помощью следующих праймеров для детекции гена cef:The next day, the grown ampicillin-resistant colonies were tested using the following primers for detection of the cef gene:
прямой - 5'-CTCCCTACTCTGCTCAGCACTCTGG-3' иstraight - 5'-CTCCCTACTCTGCTCAGCACTCTGG-3 'and
обратный - 5'-TCGAGCCCAAGGCCTGTTTG-3', и отбирают позитивные клоны, из которых выделяют плазмидную ДНК и подтверждают наличие вставок длиной около 2,5 т.п.н. гидролизом этих плазмид эндонуклеазами рестрикции EcoRI и XbaI с последующим электрофорезом в агарозном геле.the reverse is 5'-TCGAGCCCAAGGCCTGTTTG-3 ', and positive clones are selected from which plasmid DNA is isolated and the presence of inserts of about 2.5 kb is confirmed. by hydrolysis of these plasmids with restriction endonucleases EcoRI and XbaI followed by agarose gel electrophoresis.
Для выявления способности рекомбинантов к синтезу Cef культуры рекомбинантных клонов, а также контрольный штамм, содержащий векторную плазмиду pBAD18 без вставки, выращивают в жидкой среде LB, содержащей 50 мкг/мл ампициллина, в течение 3-4 ч и затем индуцируют 0,2% арабинозы в течение 1-2 ч при 37°С с шуттелированием при 150 об/мин. Клетки осаждают центрифугированием, ресуспендируют в забуференном физиологическом растворе (PBS) и разрушают ультразвуком на дезинтеграторе PG-100 MSE 150 W (Англия) с помощью конического стержня при частоте колебаний 20 кГц и амплитуде 12-16 мкм в течение 1 мин. Остатки клеток отделяют центрифугированием, а прозрачные супернатанты используют для тестирования. Содержание белка определяют методом Лоури.To determine the ability of recombinants to synthesize Cef, cultures of recombinant clones, as well as a control strain containing vector plasmid pBAD18 without insertion, are grown in LB liquid medium containing 50 μg / ml ampicillin for 3-4 hours and then 0.2% arabinose is induced for 1-2 hours at 37 ° C with joking at 150 rpm. Cells are pelleted by centrifugation, resuspended in buffered saline (PBS) and sonicated using a PG-100 MSE 150 W disintegrator (England) using a conical rod at an oscillation frequency of 20 kHz and an amplitude of 12-16 μm for 1 min. Cell debris is separated by centrifugation, and transparent supernatants are used for testing. Protein content is determined by the Lowry method.
Пример 2. Изучение ферментативной активности препаратов рекомбинантных белков Cef, полученных по примеру 1.Example 2. The study of the enzymatic activity of preparations of recombinant Cef proteins obtained in example 1.
Ферментативную активность осветленных дезинтегратов клеток штаммов E. coli Jm103pCef61B (KM 190), E. coli Jm103pCef69B (KM 191), E. coli Jm103pCef49B (KM 189) и E. coli Jm103 pCef31B (KM 188) определяют при 37°С в лунках агара, содержащего 0,5% твинов 20, 40, 60 и 80 и 0,01% хлористого кальция для визуализации расщепления, а также трибутирина и 0,01% гуммиарабика либо 0,2% тритона Х-100 в качестве эмульгатора. Положительные результаты учитывают по образованию вокруг лунок зон преципитации жирных кислот ионами кальция для твинов и зон просветления - для трибутирина.The enzymatic activity of clarified disintegrates of cells of E. coli Jm103pCef61B (KM 190), E. coli Jm103pCef69B (KM 191), E. coli Jm103pCef49B (KM 189) and E. coli Jm103 pCef31B (KM 188) strains is determined at 37 ° C in wells containing 0.5% tween 20, 40, 60 and 80 and 0.01% calcium chloride to visualize the cleavage, as well as tributyrin and 0.01% gum arabic or 0.2% Triton X-100 as an emulsifier. Positive results are taken into account in the formation of zones of fatty acid precipitation around the wells with calcium ions for twins and enlightenment zones for tributyrin.
Все рекомбинанты проявляют высокую эстеразную активность по отношению к твинам 20, 40 и 60 (зоны преципитации образуются при внесении в лунки разведений дезинтегратов клеток, выращенных без индукции и с индукцией, содержащих 40 и 1 мкг общего белка/мл и выше соответственно) и менее выраженную - по отношению к твину 80 (400 и 4 мкг/мл). В дезинтеграте штамма, содержащего векторную плазмиду pBAD18 без вставки, независимо от индукции описанные эффекты отсутствуют.All recombinants exhibit high esterase activity with respect to twins 20, 40, and 60 (precipitation zones are formed by introducing into the wells dilutions of disintegrates of cells grown without induction and with induction containing 40 and 1 μg of total protein / ml and higher, respectively) and less pronounced - in relation to tween 80 (400 and 4 μg / ml). In the disintegrate of the strain containing the vector plasmid pBAD18 without insertion, regardless of induction, the described effects are absent.
Дезинтеграты штаммов E. coli Jm103pCef61B (KM 190), E. coli Jm103pCef69B (KM 191) и E. coli Jm103pCef49B (KM 189) в тех же разведениях также расщепляют трибутирин, тогда как E. coli Jm103 pCef31B (KM 188) и контрольный штамм E. coli Jm103pBAD18 не обладают такой способностью.The disintegrates of E. coli Jm103pCef61B (KM 190), E. coli Jm103pCef69B (KM 191) and E. coli Jm103pCef49B (KM 189) strains also cleaved tributyrin in the same dilutions, whereas E. coli Jm103 pCef31B (KM 188 and E. coli Jm103pBAD18 does not have this ability.
Пример 3. Изучение биологической активности Cef in vitro.Example 3. The study of the biological activity of Cef in vitro.
Биологическую активность осветленных дезинтегратов рекомбинантных штаммов E. coli Jm103pCef61B (KM 190), E. coli Jm103pCef69B (KM 191), E. coli Jm103pCef49B (KM 189) и E. coli Jm103pCef31B (KM 188) изучают in vitro на модели клеточных культур линий СНО-К1 и L-929, которые вносят в 96-луночные планшеты в количестве 103 клеток на 90 мкл среды RPMI-1640 (Sigma), содержащей 1% сыворотки плода коровы, и добавляют по 10 мкл испытуемых препаратов в разведениях 1:10-1:800 в той же среде и инкубируют в СО2-инкубаторе (Sanjo) при 37°С. Морфологическое изучение культур проводят в течение 2-х дней с помощью инвертированного микроскопа (Reichert).The biological activity of clarified disintegrates of the recombinant strains of E. coli Jm103pCef61B (KM 190), E. coli Jm103pCef69B (KM 191), E. coli Jm103pCef49B (KM 189) and E. coli Jm103pCef31B (KM 188) are studied in vitro using cell line culture models -K1 and L-929, which are added to 96-well plates in the amount of 10 3 cells per 90 μl of RPMI-1640 medium (Sigma) containing 1% fetal bovine serum, and 10 μl of the tested preparations are added in dilutions of 1: 10- 1: 800 in the same medium and incubated in a CO 2 incubator (Sanjo) at 37 ° C. A morphological study of the cultures is carried out for 2 days using an inverted microscope (Reichert).
Через 1-2 суток после внесения разведений осветленных дезинтегратов клеток E. coli JM103, содержащих рекомбинантные плазмиды, происходит удлинение клеток в разведениях опытных образцов с концентрацией общего белка ≥25 мкг/мл, тогда как в контрольных лунках какое-либо удлинение клеток отсутствует.1-2 days after introducing dilutions of clarified disintegrates of E. coli JM103 cells containing recombinant plasmids, cell elongation occurs in dilutions of test samples with a total protein concentration of ≥25 μg / ml, while in the control wells there is no cell elongation.
Пример 4. Изучение биологической активности Cef in vivo.Example 4. The study of the biological activity of Cef in vivo.
Биологическую активность осветленных дезинтегратов клеток рекомбинантных штаммов E. coli Jm103pCef61B (KM 190), E. coli Jm103pCef69B (KM 191), E. coli Jm103pCef49B (KM 189) и E. coli Jm103pCef31B (KM 188) изучают in vivo на модели мышат-сосунков. Животным весом 3-4 г (по 6-10 на каждый вариант) через задний проход с помощью инсулинового шприца со специальным наконечником вводят по 100 мкл препаратов с концентрацией общего белка 300 мкг/мл. Через 5 ч после введения животных умерщвляют и определяют FA (отношение суммарного веса желудка и кишечника к весу тела). Статистическую обработку результатов проводят с помощью программы "Primer of Biostatistics" v.4.03. В контрольной группе (после введения PBS) среднее значение FA составляет 0,058±0,010, препарат из штамма, содержащего векторную плазмиду, не вызывает накопления жидкости (FA=0,057±0,012), т.е. собственные белки кишечной палочки не обладают токсичностью для мышат-сосунков. В опытных группах наблюдается накопление жидкости: значение FA составляет 0,076-0,079±0,006-0,010. Отличия от контролей статистически достоверны при Р<0,005.The biological activity of clarified cell disintegrates of recombinant strains of E. coli Jm103pCef61B (KM 190), E. coli Jm103pCef69B (KM 191), E. coli Jm103pCef49B (KM 189) and E. coli Jm103pCef31B (KM 188) were studied in vivo . For animals weighing 3-4 g (6-10 for each variant), 100 μl of preparations with a total protein concentration of 300 μg / ml are administered through an insulin syringe with a special tip through the anus using an insulin syringe. 5 hours after administration, the animals were sacrificed and FA (ratio of total weight of the stomach and intestines to body weight) was determined. Statistical processing of the results is carried out using the program "Primer of Biostatistics" v.4.03. In the control group (after PBS administration), the average FA value is 0.058 ± 0.010; the preparation from the strain containing the vector plasmid does not cause fluid accumulation (FA = 0.057 ± 0.012), i.e. Own Escherichia coli proteins are not toxic to sucker mice. In the experimental groups, fluid accumulation is observed: the FA value is 0.076-0.079 ± 0.006-0.010. Differences from controls are statistically significant at P <0.005.
Таким образом, рекомбинантные белки Cef сохраняют все три вида описанной для них активности: эстеразную и биологическую in vitro и in vivo.Thus, recombinant Cef proteins retain all three types of activity described for them: esterase and biological in vitro and in vivo.
Использование рекомбинантных плазмид pCef61B, pCef69B, pCef49B и pCef31B и штаммов KM 190, KM 191, KM 189 и KM 188 позволит проводить широкомасштабные исследования биологической активности Cef Vibrio cholerae как фактора вирулентности возбудителей холеры разных биоваров и серогрупп. Дальнейшие исследования нового токсина V. cholerae Cef с помощью рекомбинантов, полученных заявителями, имеет принципиальное значение для оценки его роли в вирулентности, выяснения механизма его действия на эукариотические клетки и эволюционных связей с аналогичными токсинами других возбудителей. Кроме того, плазмиды являются перспективными для создания более активных продуцентов на основе штаммов кишечной палочки.The use of recombinant plasmids pCef61B, pCef69B, pCef49B and pCef31B and strains KM 190, KM 191, KM 189 and KM 188 will allow large-scale studies of the biological activity of Cef Vibrio cholerae as a virulence factor for cholera pathogens of different biovars and serogroups. Further studies of the new V. cholerae Cef toxin using recombinants obtained by the applicants are of fundamental importance for assessing its role in virulence, elucidating its mechanism of action on eukaryotic cells and evolutionary connections with similar toxins of other pathogens. In addition, plasmids are promising for the creation of more active producers based on E. coli strains.
Рекомбинантные штаммы E. coli являются перспективными в качестве продуцентов негликозилированного токсина для изучения его биологического действия и влияния на активность других факторов вирулентности. Cef является единственным токсическим продуктом, синтезируемым данными штаммами, поэтому в качестве препаратов могут быть использованы неочищенные лизаты или дезинтеграты бактериальных клеток.Recombinant E. coli strains are promising as producers of a non-glycosylated toxin for studying its biological effect and the effect on the activity of other virulence factors. Cef is the only toxic product synthesized by these strains, therefore, crude lysates or disintegrates of bacterial cells can be used as preparations.
Преимуществом предлагаемых продуцентов по сравнению с холерными вибрионами является также то, что их культивирование не требует соблюдения режима работы с возбудителями особо опасных инфекций.The advantage of the proposed producers in comparison with cholera vibrios is also that their cultivation does not require compliance with the regime of work with causative agents of especially dangerous infections.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005115264/13A RU2313577C2 (en) | 2005-05-19 | 2005-05-19 | Recombinant plasmid expressing vibrio cholerae cloned cef gene (variants) and escherichia coli strain-producer of vibrio cholerae cef (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005115264/13A RU2313577C2 (en) | 2005-05-19 | 2005-05-19 | Recombinant plasmid expressing vibrio cholerae cloned cef gene (variants) and escherichia coli strain-producer of vibrio cholerae cef (variants) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005115264A RU2005115264A (en) | 2006-11-20 |
| RU2313577C2 true RU2313577C2 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=37501933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005115264/13A RU2313577C2 (en) | 2005-05-19 | 2005-05-19 | Recombinant plasmid expressing vibrio cholerae cloned cef gene (variants) and escherichia coli strain-producer of vibrio cholerae cef (variants) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2313577C2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU96108963A (en) * | 1993-10-08 | 1998-10-10 | Юниверсити оф Мэриленд эт Балтимор | VACCINE STRAINS OF CHOLER VIBRION OF SEROGRUP 01 (CVD111) AND NOT 01 (CVD 112 AND CVD 112 RM) METHODS OF THEIR PRODUCTION AND THEIR PRODUCTS |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995010300A1 (en) * | 1993-10-08 | 1995-04-20 | University Of Maryland At Baltimore | Vibrio cholerae 01 (cvd111) and non-01 (cvd112 and cvd112rm) serogroup vaccine strains and methods of making same |
-
2005
- 2005-05-19 RU RU2005115264/13A patent/RU2313577C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU96108963A (en) * | 1993-10-08 | 1998-10-10 | Юниверсити оф Мэриленд эт Балтимор | VACCINE STRAINS OF CHOLER VIBRION OF SEROGRUP 01 (CVD111) AND NOT 01 (CVD 112 AND CVD 112 RM) METHODS OF THEIR PRODUCTION AND THEIR PRODUCTS |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| McCardell B.A. et al.: Microbial Pathogenesis, n.32, 2002, p.p.165-172. * |
| Sanchez et al., Recombinant System for Overexpression of Cholera Toxin В Subunit in Vibrio cholerae as basis for Vaccine Development, Proc. Nat. Acad. Sci, n.86, Jan. 1989, p.p.481-485. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005115264A (en) | 2006-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Leung et al. | The yopM gene of Yersinia pestis encodes a released protein having homology with the human platelet surface protein GPIb alpha | |
| Wagner et al. | Transcriptome analysis of quorum-sensing regulation and virulence factor expression in Pseudomonas aeruginosa | |
| CN1871351B (en) | Novel fungal proteins and nucleic acids encoding same | |
| CN101173005A (en) | Insect antimicrobial peptide Thanatin derivant, producing method and uses of the same | |
| SU1423002A3 (en) | Method of producing protein reducing content of cholesterol in blood of mammals | |
| Ericsson et al. | Division of Listeria monocytogenes serovar 4b strains into two groups by PCR and restriction enzyme analysis | |
| CN103906534A (en) | Engineered sequences to facilitate expression of antigens in neisseria and methods of use | |
| EP1068301B1 (en) | Bacterial transglutaminases | |
| DK2576604T3 (en) | DIFFOCINES AND METHODS OF USING THEREOF | |
| RU2313577C2 (en) | Recombinant plasmid expressing vibrio cholerae cloned cef gene (variants) and escherichia coli strain-producer of vibrio cholerae cef (variants) | |
| CN1366042A (en) | Process for preparing recombinant deoxyribonuclease I | |
| US20240287486A1 (en) | Improved cas 12a/nls mediated therapeutic gene editing platforms | |
| Pilehchian et al. | Fusion of Clostridium perfringens type D and B epsilon and beta toxin genes and it’s cloning in E. coli | |
| CZ2017537A3 (en) | The strain of Clostridium histolyticum, collagenase prepared using this strain and its use | |
| US7150985B2 (en) | Bacteriolytic complex, method for producing said complex and strain for carrying out said method | |
| RU2313576C1 (en) | RECOMBINANT PLASMID EXPRESSING VIBRIO CHOLERAE CLONED Ace GENE AND ESCHERICHIA COLI STRAIN - PRODUCER OF VIBRIO CHOLERAE ACCESSORY CHOLERA ENTEROTOXIN | |
| RU2340371C1 (en) | Substance for dermatological medical products on basis of collagenase of microbic parentage ultralysine | |
| RU2306337C2 (en) | RECOMBINANT PLASMID EXPRESSING CLONED GENE OF Vibrio cholerae HEMAGGLUTININ/PROTEASE AND Escherichia coli STRAIN AS PRODUCER OF Vibrio cholerae HEMAGGLUTININ/PROTEASE | |
| RU2712519C1 (en) | Recombinant plasmid expressing a cloned vibrio cholerae neuraminidase gene, and an escherichia coli strain - a superproducer of vibrio cholerae neuraminidase | |
| CN115737793A (en) | Echinococcus granulosus and Echinococcus canadensis bigeminy subunit vaccine and preparation method thereof | |
| RU2131263C1 (en) | Method of tuberculin preparing | |
| RU2774120C1 (en) | Escherichia coli bl21(de3)plyss/pet15b-hiscpf1 strain: producer of rna-guided endonuclease crispr/cpf1 | |
| Monakhova et al. | Cloning of the Vibrio cholerae CHO-Cell Elongating Factor Under Control of PBAD Promoter | |
| RU2671099C1 (en) | Recombinant plasmid expressing cloned gene of vibrio cholerae hemolysin and escherichia coli - vibrio cholerae pro-hemolysin superproducent | |
| RU2158302C2 (en) | Nutrient medium for bifidobacterium and lactobacterium culturing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090520 |