Articolo metodologico

Un passo negativo cromatografica Purificazione di

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DOI:

10.3791/54043

18 giugno 2016

In questo articolo

Sommario

Un metodo ad alto rendimento per un solo passaggio di purificazione negativo ricombinante Helicobacter pylori neutrofili-attivazione di proteine ​​(HP-NAP) sovraespresso in Escherichia coli utilizzando resine dietilamminoetil in modalità batch è descritta. HP-NAP purificata da questo metodo è utile per lo sviluppo di vaccini, farmaci, o diagnostica per H. pylori -associated malattie.

Abstract

Helicobacter pylori neutrofili-attivazione di proteine ​​(HP-NAP) è un importante fattore di virulenza di Helicobacter pylori (H. pylori). Essa svolge un ruolo fondamentale in H. pylori indotta infiammazione gastrica attivando diversi leucociti innate tra neutrofili, monociti e mastociti. Le proprietà immunogeniche e immunomodulanti di HP-NAP lo rendono un candidato potenziale diagnostico e vaccino per H. pylori e un nuovo candidato farmaco per la terapia del cancro. Per ottenere quantità sostanziali di purificato HP-NAP utilizzato per le sue applicazioni cliniche, un metodo efficace per purificare questa proteina con alta resa e purezza deve essere stabilito.

In questo protocollo, abbiamo descritto un metodo per un passo negativo purificazione cromatografica ricombinante HP-NAP sovraespresso in Escherichia coli (E. coli) utilizzando dietilamminoetil (DEAE) resine a scambio ionico (per es., Sephadex) imodalità batch n. Ricombinante HP-NAP costituisce quasi il 70% delle proteine ​​totali in E. coli ed è quasi completamente recuperato nella frazione solubile upon lisi cellulare a pH 9,0. A condizione ottimale a pH 8,0, la maggioranza di HP-NAP viene recuperato nella frazione non legata mentre le proteine ​​endogene da E. coli sono efficacemente rimossi dalla resina.

Questo metodo di purificazione mediante cromatografia modalità negativa batch con resine a scambio ionico DEAE produce funzionale HP-NAP da E. coli nella sua forma nativa con alta resa e purezza. L'HP-NAP purificata potrebbe essere ulteriormente utilizzato per la prevenzione, il trattamento e la prognosi di H. pylori -associated malattie e terapia del cancro.

Introduzione

Helicobacter pylori (H. pylori) è una delle principali cause di gastrite e ulcera peptica. Questo batterio è stato classificato come sostanza cancerogena per l'uomo dall'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro, che fa parte dell'Organizzazione Mondiale della Sanità, nel 1994. E 'stato stimato che la prevalenza di H. pylori è del 70% nei paesi in via di sviluppo e il 30-40% nei paesi industrializzati 1. Anche se il tasso di infezione di H. pylori è in calo nei paesi industrializzati, il tasso di infezione di H. pylori nei paesi in via di sviluppo è ancora alto 2. Il trattamento....

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Protocollo

Il sangue umano è stato raccolto da volontari sani con il previo consenso informato scritto e approvazione da parte del Institutional Review Board della National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan.

1. Espressione ricombinante HP-NAP in E. coli

  1. Preparare il plasmide pET42a-NAP che contiene la sequenza di DNA di HP-NAP da H. pylori 26695 ceppo come descritto in precedenza 16. Preparare i plasmidi contenenti la sequenza di DNA di HP-NAP con le mutazioni puntiformi desiderati come descritto (vedi protocollo, punto 8).
  2. Trasformare 10 ng dei plasmidi di DNA sopra in E. coli BL21 (DE3) cellule competenti ....

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Risultati

Lo schema della procedura sperimentale di purificazione negativo ricombinante HP-NAP espressa in E. coli mediante resine a scambio ionico DEAE in modalità batch è mostrato in Figura 1. Questa tecnica di purificazione è basato sul legame di proteine ​​della cellula ospite e / o impurezze diverse HP-NAP alla resina. A pH 8,0, quasi senza altre proteine ​​tranne HP-NAP nella sua forma nativa vengono recuperati dalla frazione libera (Figura 2A e

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Discussione

La modalità di cromatografia lotto negativo con resine a scambio anionico DEAE qui presentata è adatto per la purificazione di ricombinante HP-NAP sovraespresso in E. coli. I valori di pH dei tamponi usati nelle fasi di lisi cellulare e purificazione sono molto critici per assicurare la solubilità di HP-NAP in E. lisati coli e efficiente separazione dei ricombinante HP-NAP dalle impurità cellula ospite, rispettivamente. Le cellule batteriche devono essere lisati a pH 9,0, e la purificazione ne.......

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Dichiarazioni

HWF e YCY sono inventori dei brevetti TW I 432579 e US 8,673,312 per il metodo di purificazione in un solo passaggio della proteina attivante i neutrofili Helicobacter pylori . Tutti i materiali descritti nel manoscritto saranno disponibili per scopi di ricerca. Gli autori confermano che ciò non altera la loro adesione a tutte le politiche di JoVE sulla condivisione di dati e materiali.

Ringraziamenti

Ringraziamo il Dr. Chao-Sheng Cheng della National Tsing Hua University, Taiwan, per aver eseguito la misurazione del dicroismo circolare. Ringraziamo anche i dottori Evanthia Galanis e Ianko D. Iankov della Mayo Clinic, USA, per aver fornito l'anticorpo monoclonale anti-HP-NAP. Ringraziamo i dottori Han-Wen Chang e Chung-Chu Chen del Mackay Memorial Hospital, Hsinchu, Taiwan, per la consulenza fornita per l'applicazione dell'IRB, il signor Te-Lung Tsai del Mackay Memorial Hospital, Hsinchu, Taiwan, per la supervisione dell'analisi dei neutrofili isolati, e la signora Ju-Chen Weng della National Tsing Hua University, Taiwan, per la sua assistenza tecnica. Questo lavor....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Materiale
pET42a-NAP N/AN/Apreparato come descritto in Dati supplementari di riferimento 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-thiogalactopyranoside (IPTG)MD Biomedical Inc101-367-93-1http://www.antibody-antibodies.com/product_det.php?id=238064&supplier=search&name
=IPTG%20
fenilmetilsulfonilfluoruro (PMSF)Sigma-Aldrich10837091001inibitore della proteasi
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/PMSFRO?lang=en®ion=TW
N-alfa-tosil-L-lisinil-clorometilchetone (TLCK)Sigma-AldrichT7254inibitore della proteasi
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t7254?lang=en®ion=TW
N-tosil-L-fenillalaninil-clorometilchetone (TPCK)Sigma-AldrichT4376inibitore della proteasi
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t4376?lang=en®ion=TW
Protein standard (albumina sierica bovina)Sigma-AldrichP5619 una proteina standard per il saggio delle proteine Bio-Rad
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/fluka/p5619?lang=en®ion=TW
DEAE– Sephadex   Cloruro A-25 formaSigma-AldrichA25120http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a25120?lang=en®ion=TW
Tubi per dialisi Spectrum/PorSpectrum Laboratories132720con cutoff del peso molecolare di 14 kDa
http://www.spectrumlabs.com/dialysis/RCtubing.html?Pn=132720;
Unità Acrodisc® con Mustang® E membranaPallMSTG25E3per la rimozione delle endotossine; operato a velocità di flusso comprese tra 1 e 4 ml/min
http://www.pall.com/main/laboratory/product.page?id=19992
l'anticorpo monoclonale di topo MAb 16F4N/AN/Asollevato contro l'HP-NAP purificato del ceppo di H. pylori NCTC 11637 come descritto nel riferimento 23;   Un regalo dei dottori Evanthia Galanis e Ianko D. Iankov della Mayo Clinic, USA
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264410X10017585
HiLoad 16/600 Superdex 200 pgGE Healthcare Life Sciences28989335per cromatografia con filtrazione su gel
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/28989335
Kit di colorazione all'argento PlusOne, proteinaGE Healthcare Scienze della vita17-1150-01http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/17115001
Ficoll-Paque PLUSGE Healthcare Scienze della vita17-1440-02per la centrifugazione in gradiente di densità per purificare i neutrofili umani
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/catalog/en/GELifeSciences-tw/products/AlternativeProductStructure
_16963/17144002
Piastra bianca a 96 pozzetti a fondo piattoThermo Fisher Scientific Inc236108http://www.thermoscientific.com/en/product/nunc-f96-microwell-black-white-polystyrene-plate.html
LuminolSigma-AldrichA8511protetta dalla luce
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a8511?lang=en®ion=TW
sistema PCR a modello lungoSigma-Aldrich11681834001fonte di miscela di enzimi PCR ad alta fedeltà
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 DH5&alfa;Thermo Fisher Scientific Inc18265-017https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/18265017
NomeAziendaCodice prodottoComments
Equipment
 
Spettrofotometro UV/VIS a doppio raggio U-2800Hitachi N/Afuori mercato e aggiornato a un nuovo modello
http://hitachi-hta.com/products/life-sciences-chemical-analysis/uvvisible-spectrophotometers
Omogeneizzatore ad alta pressione EmulsiFlex-C3Avestin IncC315320http://www.avestin.com/English/c3page.html
Hitachi Koki himac CP80WX ultracentrifuga generaleHitachi Koki Co90106401per la separazione delle frazioni proteiche solubili e insolubili da E. coli lisati
http://centrifuges.hitachi-koki.com/products/ultra/cp_wx/cp_wx.html
Ä KTA FPLCGE Healthcare Life Sciences18-1900-26per cromatografia a filtrazione su gel
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/18190026
Aviv modello 62ADS Spettrofotometro CDAviv BiomedicalN/Afuori mercato e aggiornato a un nuovo modello http://www.avivbiomedical.com/circular.php
sistema di imaging LAS-3000FujifilmN/Afuori produzione e sostituito
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/28955810
Wallac 1420 (Victor2) contatore multilabelPerkin-Elmer1420-018per il rilevamento della chemiluminescenza
http://www.perkinelmer.com/catalog/product/id/1420-018

Riferimenti

  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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Purificazione HP NAPcromatografia negativascambio ionico DEAEpurificazione in modalit batchespressione di proteine ricombinantisolubilit delle proteineottimizzazione del pHultracentrifugazionesaggio di Bradford

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