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Ein-Schritt-Negative chromatographischer Reinigung von

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DOI:

10.3791/54043

18. Juni 2016

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Eine hohe Ausbeute Verfahren zur einstufigen negativen Reinigung von rekombinanten Helicobacter pylori in Escherichia coli Neutrophile aktivierendes durch Verwendung Diethylaminoethyl Harze im Batch - Modus überexprimiert Protein (HP-NAP) beschrieben ist. HP-NAP durch dieses Verfahren gereinigt ist vorteilhaft für die Entwicklung von Impfstoffen, Medikamente oder Diagnostika für H. pylori -assoziierte Krankheiten.

Zusammenfassung

Helicobacter pylori Neutrophilen-aktivierendes Protein (HP-NAP) ist ein wichtiger Virulenzfaktor von Helicobacter pylori (H. pylori). Es spielt eine entscheidende Rolle in H. pylori induzierte Magenentzündung durch verschiedene angeborene Leukozyten einschließlich Neutrophile, Monozyten und Mastzellen aktiviert werden . Die immunogene und immunmodulatorische Eigenschaften von HP-NAP machen es zu einem möglichen diagnostischen und Impfstoffkandidaten für H. pylori und ein neuer Medikamentenkandidaten für die Krebstherapie. Um erhebliche Mengen an gereinigtem HP-NAP für seine klinische Anwendung, ein effizientes Verfahren dieses Protein mit hoher Ausbeute und Reinheit zu erhalten, verwendet zu reinigen eingerichtet werden muss.

In diesem Protokoll haben wir ein Verfahren zur einstufigen negativen chromatographischen Reinigung von rekombinantem HP-NAP überexprimiert in Escherichia coli (E. coli) unter Verwendung von Diethylaminoethyl (DEAE) Ionenaustauscherharzen beschrieben (z. B. Sephadex) in Batch-Modus. Rekombinante HP-NAP bildet fast 70% des Gesamtproteins in E. coli und wird nahezu vollständig in der löslichen Fraktion nach Zelllyse bei pH 9,0 gewonnen. Unter der optimalen Bedingung bei einem pH von 8,0, wird der Großteil der HP-NAP in der ungebundenen Fraktion gewonnen , während die endogenen Proteine ​​aus E. coli effizient durch das Harz entfernt.

Dieses Reinigungsverfahren unter Verwendung von negativen Modus batch - Chromatographie mit DEAE - Ionenaustauschharze ergibt funktionelle HP-NAP aus E. coli in seiner nativen Form mit hoher Ausbeute und Reinheit. Das gereinigte HP-NAP könnte weiter zur Verhütung, Behandlung verwendet werden, und die Prognose von H. pylori -assoziierte Erkrankungen sowie Krebstherapie.

Einleitung

Helicobacter pylori (H. pylori) ist eine Hauptursache von Gastritis und Magengeschwüren. Dieses Bakterium ist auch als Karzinogen beim Menschen von der Internationalen Agentur für Krebsforschung, Teil der Weltgesundheitsorganisation im Jahr 1994 eingestuft Es wurde geschätzt , dass die Prävalenz von H. pylori - Infektion ist 70% in den Entwicklungsländern und 30-40% in den Industrieländern 1. Auch wenn die Infektionsrate von H. pylori wird in den Industrieländern abnimmt, die Infektionsrate von H. pylori in den Entwicklungsländern ist 2 immer noch hoch. Die Standardbehandlung H. auszurotten <....

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Protokoll

Menschliches Blut wurde von gesunden Freiwilligen mit vorheriger schriftlicher Einwilligung nach Aufklärung und Zustimmung von der Institutional Review Board der National Tsing Hua University in Hsinchu, Taiwan gesammelt.

1. Expression von rekombinantem HP-NAP in E. coli

  1. Bereiten Sie das Plasmid pET42a-NAP die DNA - Sequenz von HP-NAP von H. enthält , pylori 26695 Stamm wie zuvor beschrieben 16. Herstellung der Plasmide, die die DNA-Sequenz von HP-NAP mit den gewünschten Punktmutationen enthalten, wie beschrieben (siehe Protokoll, Schritt 8).
  2. Transformation 10 ng der oben genannten DNA - Plasmide in <....

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Ergebnisse

Die schematische Darstellung des experimentellen Verfahrens negativer Reinigung rekombinanter HP-NAP exprimiert in E. coli durch DEAE - Ionenaustauschharze in Batch - Modus verwendet , ist in Abbildung 1 dargestellt. Dieses Reinigungsverfahren auf die Bindung von Wirtszellproteinen basieren und / oder anderen Verunreinigungen als HP-NAP auf das Harz. Bei pH 8,0 fast keine andere Proteine ​​außer HP-NAP in nativer Form aus der ungebundenen Fraktion (2A

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Diskussion

Die negativen Modus batch - Chromatographie mit DEAE Anionenaustauscherharze präsentierten zur Reinigung von rekombinantem HP-NAP überexprimiert in E coli geeignet. Die pH - Werte der Puffer in den Schritten der Zell - Lyse und Reinigung verwendet werden , sind sehr kritisch , um die Löslichkeit von HP-NAP in E. , um sicherzustellen , coli - Lysaten und effiziente Trennung von rekombinantem HP-NAP von Wirtszellverunreinigungen, respectively. Bakterielle Zellen sollten bei einem pH von 9,0, und.......

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Offenlegungen

HWF und YCY sind Erfinder der Patente TW I 432579 und US 8,673,312 für das Verfahren zur einstufigen Aufreinigung des neutrophilenaktivierenden Proteins Helicobacter pylori . Alle im Manuskript beschriebenen Materialien werden für Forschungszwecke zur Verfügung stehen. Die Autoren bestätigen, dass dies nichts daran ändert, dass sie sich an alle Richtlinien der JoVE zum Austausch von Daten und Materialien halten.

Danksagungen

Wir danken Dr. Chao-Sheng Cheng von der National Tsing Hua University, Taiwan, für die Durchführung der Messung des Zirkulardichroismus. Wir danken auch Dr. Evanthia Galanis und Dr. Ianko D. Iankov von der Mayo Clinic, USA, für die Bereitstellung des monoklonalen Anti-HP-NAP-Antikörpers. Wir danken Dr. Han-Wen Chang und Dr. Chung-Chu Chen vom Mackay Memorial Hospital, Hsinchu, Taiwan, für die Beratung bei der IRB-Anwendung, Herrn Te-Lung Tsai vom Mackay Memorial Hospital, Hsinchu, Taiwan, für die Überwachung der Analyse isolierter Neutrophilen und Frau Ju-Chen Weng von der National Tsing Hua University, Taiwan, für ihre technische Unterstützung. Diese Arbeit wurde dur....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Material
pET42a-NAP N/AN/Aerstellt wie in den Ergänzenden Daten von Refernce 15 
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X08018317
E. coli BL21 (DE3)Thermo Fisher Scientific IncC6000-03https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/C600003
KanamycinAmresco25389-94-0http://www.amresco-inc.com/KANAMYCIN-SULFATE-0408.cmsx
Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranosid (IPTG)MD Biomedical Inc101-367-93-1http://www.antibody-antibodies.com/product_det.php?id=238064&supplier=search&name
=IPTG%20
Phenylmethylsulfonylfluorid (PMSF)Sigma-Aldrich10837091001Protease-Inhibitor
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/PMSFRO?lang=en®ion=TW
N-alpha-Tosyl-L-lysinyl-chlormethylketon (TLCK)Sigma-AldrichT7254Protease-Inhibitor
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t7254?lang=en®ion=TW
N-Tosyl-L-phenylalaninyl-chlormethylketon (TPCK)Sigma-AldrichT4376Protease-Inhibitor
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t4376?lang=en®ion=TW
Proteinstandard (Rinderserumalbumin)Sigma-AldrichP5619 ein Standardprotein für den Bio-Rad Protein Assay
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/fluka/p5619?lang=en®ion=TW
DEAE– Sephadex   A-25-Chlorid FormSigma-AldrichA25120http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a25120?lang=en®ion=TW
Spectrum/Por DialyseschlauchSpectrum Laboratories132720mit einem Molekulargewichtsgrenzwert von 14 kDa
http://www.spectrumlabs.com/dialysis/RCtubing.html?Pn=132720;
Acrodisc® Geräte mit Mustang® E-MembranPallMSTG25E3für die Entfernung von Endotoxinen; betrieben bei Flussraten von 1 bis 4 ml/min
http://www.pall.com/main/laboratory/product.page?id=19992
monoklonaler Maus-Antikörper MAb 16F4N/AN/Aaufgebracht gegen den gereinigten HP-NAP des H. pylori-Stammes NCTC 11637, wie in Abbildung 23 beschrieben;   Ein Geschenk von Dr. Evanthia Galanis und Dr. Ianko D. Iankov von der Mayo Clinic, USA
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264410X10017585
HiLoad 16/600 Superdex 200 pgGE Healthcare Life Sciences28989335für die Gelfiltrationschromatographie
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/28989335
PlusOne Silberfärbekit, ProteinGE Healthcare Life Sciences17-1150-01http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/17115001
Ficoll-Paque PLUSGE Healthcare Life Sciences17-1440-02für die Dichtegradientenzentrifugation zur Aufreinigung humaner Neutrophilen
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/catalog/en/GELifeSciences-tw/products/AlternativeProductStructure
_16963/17144002
Flacher Boden 96-Well-Platte weißThermo Fisher Scientific Inc236108http://www.thermoscientific.com/en/product/nunc-f96-microwell-black-white-polystyrene-plate.html
LuminolSigma-AldrichA8511lichtgeschützt
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a8511?lang=en®ion=TW
Erweitern   Long-Template-PCR-SystemSigma-Aldrich11681834001Quelle für High Fidelity PCR Enzymmix
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/elongro?lang=en®ion=TW
Dpn INew England BiolabsR0176Shttps://www.neb.com/products/r0176-dpni
Xho INew England BiolabsR0146Shttps://www.neb.com/products/r0146-xhoi
E. coli DH5αThermo Fisher Scientific Inc18265-017https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/18265017
NameUnternehmenProduktnummerKommentare
Ausrüstung<br/>  
U-2800 Doppelstrahl-UV/VIS-SpektralphotometerHitachi N/Anicht mehr auf dem Markt und aufgerüstet auf ein neues Modell
http://hitachi-hta.com/products/life-sciences-chemical-analysis/uvvisible-spectrophotometers
EmulsiFlex-C3 Hochdruck-HomogenisatorAvestin IncC315320http://www.avestin.com/English/c3page.html
Hitachi Koki himac CP80WX allgemeine UltrazentrifugeHitachi Koki Co90106401zur Trennung der löslichen und unlöslichen Proteinfraktionen aus E. coli Lysaten
http://centrifuges.hitachi-koki.com/products/ultra/cp_wx/cp_wx.html
Ä KTA FPLCGE Healthcare Life Sciences18-1900-26für die Gelfiltrationschromatographie
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/18190026
Aviv Modell 62ADS CD SpektralphotometerAviv BiomedicalN/Avom Markt genommen und auf ein neues Modell http://www.avivbiomedical.com/circular.php
LAS-3000 Bildgebungssystemaufgerüstet FujifilmN/Aabgekündigt und ersetzt
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/28955810
Wallac 1420 (Victor2) Multilabel-ZählerPerkin-Elmer1420-018für die Chemilumineszenzdetektion
http://www.perkinelmer.com/catalog/product/id/1420-018
,

Referenzen

  1. Centers for Disease Control and Prevention. Chapter 3, Infectious diseases related to travel. CDC Health Information for International Travel 2016. Brunette, G. W., et al. , Oxford University Press. (2015).
  2. Bauer, B., Meyer, T. F. The human gastric pathogen Helicobacter pylori its association with gastric cancer....

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Schlagwörter

HP NAP Reinigungnegative ChromatographieDEAE IonenaustauschReinigung im Batch Modusrekombinante ProteinexpressionProteinl slichkeitpH OptimierungUltrazentrifugationBradford Assay

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