Una descripción general del protocolo BEVS se describe en la Figura 1. Múltiples construcciones de expresión de PRMTs, incluyendo de longitud completa, dominios y fragmentos truncados, se generaron en el Structural Genomics Consortium (SGC, Toronto) de acuerdo con estrategias internas con un intento de aumentar la tasa de éxito para la identificación de proteínas solubles y estables con un nivel de expresión relativamente alto7,9. Se anima a los lectores interesados a revisar las definiciones y la metodología del SGC de diseñar un "fragmento" como el segmento de la secuencia génica incorporada en un clon de expresión, "dominio" como un dominio estructural anotado por PFAM, y "constructo" como el fragmento clonado en un vector de expresión, todos los cuales han sido descritos en detalle en una publicación anterior7. Las construcciones de expresión de PRMTs presentadas en este protocolo son para la producción de las proteínas marcadas con polihistidina clonadas en el vector pFBOH-MHL, que es un derivado del vector pFastBac1. En la Figura 4,presentamos el análisis SDS-PAGE de las construcciones solubles his-tagged de PRMT1, 2, 4-9 purificados a partir de pellets recogidos después de 4 mL de producción en células Sf9 (paso 3.1.4). Prmt1 y PRMT9 de longitud completa (FL) no se presentan en este gel, ya que FL PRMT1 se ha producido a partir de E. coli,y FL PRMT9 producido a partir de BEVS ha sido purificado por Flag-tag6. Las construcciones truncadas de PRMT1, FL PRMT4 y todas las construcciones de PRMT8 muestran un rendimiento relativamente alto, pero los eluatos de proteínas contienen fracciones de contaminantes co-purificados. Estas construcciones requieren una mayor optimización de los protocolos de purificación. Por lo tanto, se requieren enfoques adicionales para mejorar la pureza de estas proteínas a partir de producciones a escala, como una reducción en la cantidad de perlas de níquel en la etapa de incubación con un lisato clarificado; un aumento de las concentraciones de imidazol en los tampones de lavado; escisión de la His-tag con la proteasa tev, seguido de la aplicación en una resina de afinidad ni; y, pasos de purificación adicionales como la cromatografía de exclusión de tamaño e intercambio iónico. Las construcciones de PRMT2 muestran un rendimiento significativamente menor en comparación con otras proteínas y la proteína PRMT2 de longitud completa acompañada de una fuerte banda de contaminantes. La producción a escala y dos pasos de purificaciones como IMAC y exclusión de tamaño confirmaron un bajo nivel de expresión para este constructo junto con la presencia persistente del contaminante co-purificante para la proteína FL. Se han obtenido proteínas puras para el complejo PRMT5 producidas y purificadas con su socio de unión obligado, MEP50. La construcción truncada de PRMT9 tiene un nivel de expresión casi dos o tres veces menor, cercano a 1,5 mg/L, en comparación con otros PRMTs. Sin embargo, las existencias virales recombinantes de este constructo se han utilizado para la producción a escala, se obtuvieron cristales difraccionantes, y se resolvió la estructura para esta proteína junto con PRMT4, 6 y 7(Figura 5).
Para las producciones de escalado vertical, se utilizaron los virus P2 correspondientes para infectar el cultivo en suspensión de las células de insectos Sf9. Este paso genera 50/100/200 mL de células infectadas por baculovirus que contienen células infectadas y virus P3 en el sobrenadante. Para la producción de proteínas a gran escala, se cultivaron 2 L de células Sf9 en cada uno de los matraces de agitación Fernbach de 2,8 L a 150 rpm, 27 °C(Figura 6). En el día de la producción, 2 L de células Sf9 (viabilidad celular > 97%) en 2,5 L los frascos de agitación Tunair o 4 L en 5 L botellas de reactivos se diluyeron a una densidad celular de 4 x 106/mL. Estas células fueron infectadas directamente con 10-12 mL/L de cultivo en suspensión de células de insectos infectados por baculovirus e incubadas a una temperatura bajada de 25 °C, a 145 rpm. La infección del lote de producción directamente con un cultivo en suspensión de células de insectos infectados por baculovirus redujo significativamente los pasos laboriosos y lentos en la amplificación del volumen del virus, excluyendo el manejo adicional de las células infectadas, y evitó la reducción del título y la degradación del virus. El mantenimiento del cultivo celular SF9 y la producción a escala se han realizado en los recipientes de cultivo con un volumen de alto llenado para adoptar una producción de proteínas a gran escala en un lote (Figura 6).
Las proteínas de longitud completa PRMT 4, 5 (en complejo con MEP50), 6, 7 y 9 producidas a partir de la plataforma de producción mediada por Baculovirus se han utilizado para la caracterización cinética y el cribado de compuestos inhibidores en el SGC6. Las estructuras cristalinas fueron resueltas y depositadas en el banco de datos de la proteína (PDB) para las formas completas o truncadas de las proteínas PRMT 4, 6, 7, y 9 con las varias puntas de prueba e inhibidores químicos. Los plásmidos de expresión para estos PRMTs se depositaron en el repositorio de plásmidos Addgene (Addgene es un socio distribuidor del SGC, https://www.addgene.org/) y están disponibles para la comunidad de investigación(Figura 5).

Figura 1:Descripción general esquemática de los pasos del proceso de expresión de baculovirus Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Baculovirus Células Sf9 infectadas y no infectadas. Los signos de infección son cambios estructurales en las células de los insectos, como un aumento del 25-50% en el diámetro celular, núcleos celulares agrandados, forma uniformemente redondeada, pérdida de proliferación y adherencia a la superficie del plato de cultivo, así como una disminución en la viabilidad celular. Barra de escala blanca 200 μm. Los signos de infección presentados aquí son los mismos para las células transfectadas que utilizan ambos reactivos de transfección, JetPrime y X-tremeGene 9. El ejemplo particular que se muestra es para el reactivo de transfección JetPrime. (A)Células Sf9 no infectadas como control. (B)Células Sf9 infectadas por baculovirus. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Figura 3:Montaje de placas de unión para la purificación rápida de las proteínas de expresión de prueba. Consulte el texto para obtener más información, pasos 3.2.1-2 Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4:Resultados del cribado de expresión proteica. Los resultados del cribado de expresión proteica del baculovirus mediaron la producción de proteínas en 4 mL de cultivo en suspensión sf9 infectados con los correspondientes virus recombinantes P1 para diferentes PRMTs y el complejo PRMT5-MEP50. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Figura 5:Resumen de constructos de expresión para PRMT4, 6, 7 y 9 utilizados para estudios de estructura cristalina en el Structural Genomics Consortium, Toronto (SGC). Las estructuras cristalinas fueron resueltas y depositadas en el banco de datos de la proteína (PDB) para la longitud completa o las formas truncadas de proteínas PRMT 4, 6, 7, y 9 con las varias puntas de prueba y de los inhibidores químicos. Los plásmidos de expresión para estos PRMTs se depositaron en el repositorio de plásmidos Addgene y están disponibles para la comunidad de investigación (Addgene es un socio distribuidor del SGC, https://www.addgene.org/). Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.

Figura 6:Mantenimiento de células de insectos Sf9 y producción de proteínas en los diferentes recipientes de cultivo: (A)Matraz Fernbach de 2,8 L para mantenimiento celular y producción de proteínas. El uso del volumen de llenado del 72% aumenta la tasa de rendimiento en 2,5 veces en una plataforma de agitación. (B) Los frascos de agitación de Tunair (solo 9 frascos de cada 10 se presentan en esta imagen) y las botellas de reactivos con un volumen de llenado del 80% aumentan drásticamente la capacidad de producción de la plataforma de agitación. Haga clic aquí para ver una versión más amplia de esta figura.