Una panoramica del protocollo BEVS è descritta nella figura 1. Più costrutti di espressione di PRMT, tra cui lunghezza intera, domini e frammenti troncati, sono stati generati presso il Structural Genomics Consortium (SGC, Toronto) secondo strategie internamente con il tentativo di aumentare il tasso di successo per identificare proteine solubili e stabili con un livello di espressionerelativamente alto 7,9. I lettori interessati sono incoraggiati a rivedere le definizioni e la metodologia dell'SGC di progettare un "frammento" come segmento della sequenza genica incorporata in un clone dell'espressione, "dominio" come dominio strutturale annotato da PFAM e "costrutto" come il frammento clonato in un vettore di espressione, tutti descritti in dettaglio in una precedente pubblicazione7. I costrutti di espressione dei PRMT presentati in questo protocollo sono per la produzione delle proteine con tag poliistidina clonate nel vettore pFBOH-MHL, che è una derivata del vettore pFastBac1. Nella figura 4,presentiamo l'analisi SDS-PAGE dei costrutti solubili con tag His di PRMT1, 2, 4-9 purificati da pellet raccolti dopo 4 mL di produzione in celle Sf9 (fase 3.1.4). PRMT1 e PRMT9 a lunghezza intera (FL) non sono presentati in questo gel, poiché FL PRMT1 è stato prodotto da E. colie FL PRMT9 prodotto da BEVS è stato purificato da Flag-tag6. I costrutti troncati di PRMT1, FL PRMT4 e tutti i costrutti PRMT8 mostrano una resa relativamente elevata, ma gli eluati proteici contengono frazioni di contaminanti co-purificati. Questi costrutti richiedono un'ulteriore ottimizzazione dei protocolli di purificazione. Sono quindi necessari ulteriori approcci per migliorare la purezza di queste proteine da produzioni scale-up, come una riduzione della quantità di perline di nichel nella fase dell'incubazione con un lisato chiarificato; un aumento delle concentrazioni di imidazolo nei tamponi di lavaggio; scissione della His-tag con proteasi TEV, seguita da applicazione su una resina ni-affinità; e, ulteriori passaggi di purificazione come l'esclusione delle dimensioni e la cromatografia a scambio ionico. I costrutti di PRMT2 mostrano una resa significativamente inferiore rispetto ad altre proteine e proteine PRMT2 a figura intera accompagnate da una forte banda di contaminanti. La produzione scale-up e due fasi di purificazione come IMAC e l'esclusione delle dimensioni hanno confermato un basso livello di espressione per questo costrutto insieme alla presenza persistente del contaminante co-purificante per la proteina FL. Proteine pure sono state ottenute per il complesso PRMT5 prodotto e purificato con il suo partner legante obbligato, MEP50. Il costrutto troncato di PRMT9 ha un livello di espressione inferiore di quasi due o tre volte, vicino a 1,5 mg/L, rispetto ad altri PRMT. Tuttavia, le scorte virali ricombinanti di questo costrutto sono state utilizzate per la produzione in scala, sono stati ottenuti cristalli diffrazione e la struttura è stata risolta per questa proteina insieme a PRMT4, 6 e 7(Figura 5).
Per le produzioni scale-up, i corrispondenti virus P2 sono stati utilizzati per infettare la coltura di sospensione delle cellule di insetti Sf9. Questo passaggio genera 50/100/200 mL di cellule infettate da baculovirus contenenti cellule infette e virus P3 nel supernatante. Per la produzione di proteine su larga scala, 2 L di cellule Sf9 sono state coltivate in ciascuno dei flaconi di frullato Fernbach da 2,8 L a 150 giri/min, 27 °C(figura 6). Il giorno della produzione, 2 L di cellule Sf9 (vitalità cellulare > 97%) in flaconi di frullato 2.5 L Tunair o 4 L in bottiglie di reagente da 5 L sono stati diluiti ad una densità cellulare di 4 x 106/ml. Queste cellule sono state infettate direttamente con 10-12 mL/L di coltura di sospensione di cellule di insetti infettate da baculovirus e incubate a una temperatura abbassata di 25 °C, a 145 giri/min. L'infezione del lotto di produzione direttamente con una coltura di sospensione di cellule di insetti infettate da baculovirus ha ridotto significativamente le fasi laboriose e dispendiose in termini di tempo nell'amplificazione del volume del virus, escludendo la gestione extra delle cellule infette, ed ha evitato la riduzione della degradazione del formicolio e del virus. La manutenzione della coltura cellulare SF9 e la produzione in scala sono state fatte nei recipienti di coltura ad alto volume di riempimento per adottare una produzione proteica su larga scala in un unico lotto(figura 6).
Prmt 4, 5 (in complesso con MEP50), 6, 7 e 9 proteine prodotte dalla piattaforma di produzione mediata da Baculovirus sono state utilizzate per la caratterizzazione cinetica e lo screening del composto inibitore presso l'SGC6. Le strutture cristalline sono state risolte e depositate nella Protein Data Bank (PDB) per le forme a tutta lunghezza o troncate delle proteine PRMT 4, 6, 7 e 9 con varie sonde chimiche e inibitori. I plasmidi di espressione per questi PRMT sono stati depositati nel repository plasmide Addgene (Addgene è un partner di distribuzione dell'SGC, https://www.addgene.org/) e sono disponibili per la comunità di ricerca(Figura 5).

Figura 1: Panoramica schematica dei passaggi del processo di espressione del baculovirus Fare clic qui per visualizzare una versione più ampia di questa figura.

Figura 2: Baculovirus Cellule Sf9 infette e non infette. I segni di infezione sono cambiamenti strutturali nelle cellule degli insetti, come un aumento del 25-50% del diametro della cellula, nuclei cellulari ingrossati, forma uniformemente arrotondata, perdita di proliferazione e aderenza alla superficie del piatto di coltura, nonché una diminuzione della vitalità cellulare. Barra in scala bianca 200 μm. I segni di infezione presentati qui sono gli stessi per le cellule trasfette utilizzando sia reagenti di trasfezione, JetPrime e X-tremeGene 9. L'esempio specifico mostrato è per il reagente di trasfezione JetPrime. (A) Celle Sf9 non infette come controllo. (B) Cellule Sf9 infettate da Baculovirus. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Assemblaggio di piastre leganti per una rapida purificazione delle proteine di espressione di prova. Si prega di vedere il testo per i dettagli, passaggi 3.2.1-2 Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4 :Risultati dello screening dell'espressione proteica. Risultati dello screening dell'espressione proteica della produzione di proteine mediate da baculovirus in 4 mL di coltura di sospensione Sf9 infettati da corrispondenti virus ricombinanti P1 per diversi PRMT e il complesso PRMT5-MEP50. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Riepilogo dei costrutti di espressione per PRMT4, 6, 7 e 9 utilizzati per gli studi sulla struttura cristallina presso il Structural Genomics Consortium di Toronto (SGC). Le strutture cristalline sono state risolte e depositate nella Protein Data Bank (PDB) per l'intera lunghezza o forme troncate di proteine PRMT 4, 6, 7 e 9 con varie sonde chimiche e inibitori. I plasmidi di espressione per questi PRMT sono stati depositati nel repository plasmide Addgene e sono disponibili per la comunità di ricerca (Addgene è un partner di distribuzione dell'SGC, https://www.addgene.org/). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 6: Mantenimento delle cellule di insetti Sf9 e produzione di proteine nei diversi recipienti di coltura: (A) 2.8 L Fernbach flask per il mantenimento delle cellule e la produzione di proteine. L'uso del 72% fill-volume aumenta la velocità di produzione di 2,5 volte in una piattaforma di scuotimento. (B)Le fiasche di frullato Tunair (in questa immagine sono presentati solo 9 mastri su 10) e le bottiglie di reagente con un volume di riempimento dell'80% aumentano drasticamente la capacità produttiva della piattaforma di scuotimento. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.