バッチモードでジエチルアミノ樹脂を使用して、 大腸菌中で過剰発現組換えヘリコバクター・ピロリ好中球活性化タンパク質(HP-NAP)のワンステップ負精製が記載されているため、高い歩留まり方法。この方法によって精製されたHP-NAPはH.のためのワクチン、薬、または診断薬の開発のために有益ですピロリ菌は、病気を-関連しました。
バッチモードでジエチルアミノ樹脂を使用して、 大腸菌中で過剰発現組換えヘリコバクター・ピロリ好中球活性化タンパク質(HP-NAP)のワンステップ負精製が記載されているため、高い歩留まり方法。この方法によって精製されたHP-NAPはH.のためのワクチン、薬、または診断薬の開発のために有益ですピロリ菌は、病気を-関連しました。
ヘリコバクター・ピロリ好中球活性化タンパク質(HP-NAP)は、 ヘリコバクター・ピロリ ( ピロリ菌 )の主要な病原性因子です。それは、Hで重要な役割を果たしていますピロリ菌は、好中球、単球、およびマスト細胞を含むいくつかの先天性白血球を活性化することによって、胃の炎症を誘発しました。 HP-NAPの免疫原性および免疫調節特性はH.のための潜在的な診断およびワクチン候補となりますピロリ菌および癌治療のための新薬候補。その臨床応用に使用される精製されたHP-NAPの実質的な量を得るために、高い収率及び純度で、このタンパク質を精製する効率的な方法を確立する必要があります。
このプロトコルでは、ジエチルアミノエチル(DEAE)イオン交換樹脂を使用して、 大腸菌 (E. coli)中で過剰発現組換えHP-NAPのワンステップネガティブクロマトグラフィー精製の ための方法を記載している( 例えば 、セファデックス)をiがn個のバッチモード。組換えHP-NAPは、E中の全タンパク質の約70%を構成しています大腸菌とは、ほぼ完全にpHが9.0で、細胞溶解の際に可溶性画分に回収されます。 pH8.0の最適条件の下では、HP-NAPの大部分は、非結合画分に回収される一方、Eからの内因性タンパク質大腸菌を効率的に樹脂によって除去されます。
DEAEイオン交換樹脂を用いてネガティブモードバッチクロマトグラフィーを使用して、この精製方法は、Eからの機能HP-NAPを生じます高い収率および純度でその本来の形で大腸菌 。精製されたHP-NAPは、さらに予防、治療、およびHの予後のために利用することができますピロリ菌は、病気だけでなく、癌治療を-関連しました。
ヘリコバクター・ピロリ ( ピロリ菌)は、胃炎や消化性潰瘍の主な原因です。この細菌はまた、1994年にそれはHの有病率と推定されている、世界保健機関の一部、国際がん研究機関により、ヒトでの発がん性物質として分類されていますpylori感染は発展途上国では70%と先進国1 30〜40%です。たとえH.の感染率ピロリ菌は 、先進国ではH.の感染率を減少しています発展途上国でのピロリ菌は依然として高い2です。 H.を根絶するための標準的な治療法pylori感染は、プロトンポンプ阻害薬、PPI、および2種の抗生物質、クラリスロマイシンプラスアモキシシリンまたはメトロニダゾール3の投与からなります。 H.における抗生物質耐性のが、上昇ピロリ関連の潰瘍の治療は、Oを防止するための新しい戦略の開発を促しますrの感染症を治します。 H.に対する予防および/ または治療的ワクチン接種の開発ピロリ菌は、H を制御するための別のアプローチを提供することができますピロリ感染。
ヘリコバクター・ピロリ好中球活性化タンパク質(HP-NAP)、Hピロリ菌の主要な病原性因子は、最初のH.の水抽出物中で同定されました内皮細胞との反応性酸素種(ROS)4を生成するために付着する好中球を活性化する能力を有するピロリ菌 。 H.で見つかった胃粘膜の好中球の浸潤pylori-アクティブ胃炎に感染した患者は、胃の炎症および組織損傷をもたらす可能性があります。したがって、HP-NAPはさらに潰瘍またはH.を引き起こす胃の炎症を誘発するために、好中球を活性化することによって病理学的役割を果たし得ますピロリ菌は胃の病気を-関連しました。それにもかかわらず、HP-NAPは、臨床応用5,6のための潜在的な候補です。免疫原性および免疫調節プロへHP-NAPのpertiesは、このタンパク質は、ワクチン、治療薬、および診断ツールを開発するために使用することができます。臨床試験は、Hに対するタンパク質ワクチンのコンポーネントの1つとして、組換えHP-NAPを使用するために行われていますピロリ菌 。このワクチンは、水酸化アルミニウムとともに処方組換えHP-NAP、細胞毒素関連遺伝子A(CagAタンパク質)、および空胞化細胞毒A(のVacA)タンパク質で構成され、さらに安全かつ人間7において免疫原性であることが実証されています。また、HP-NAPは、Tヘルパー1型(Th1)をトリガするために、強力な免疫調節剤として作用する癌治療の8のための免疫応答を-polarizedダウンアレルギー反応や寄生虫感染9,10によって誘発されたTh2媒介性免疫応答を調節します。診断に関しては、組換えHP-NAPベースのELISAは、HでHP-NAPに対する血清抗体を検出するために適用されていますピロリ菌は、患者11に感染し。ある研究では、Hからの血清中のHP-NAP特異的抗体のレベルことを示しましたパラグアイロリは胃癌の患者は慢性胃炎12を有する患者からのものよりも有意に高かったに感染し。別の研究では、HP-NAPに対する血清抗体は、非噴門、胃腺癌13の存在と関連していることが示されました。従って、組換えHP-NAPベースのELISAは、Hで胃癌の予後のためのHP-NAPに対する血清抗体を検出するために適用することができますピロリ菌は、患者に感染し。まとめると、精製されたHP-NAPは、さらに予防、治療、およびHの予後のために利用することができますピロリ菌は、病気だけでなく、癌治療を-関連しました。
これまでに報告され、その天然の形態で( 大腸菌 ) 大腸菌で発現された組換えHP-NAPの精製に使用されるいくつかの方法の中でも、ゲル濾過クロマトグラフィーを含む第二の精製工程は、高純度のHP-NAP 14-16を得るために必要とされます。ここでは、負モードバッチクロマトグラフィーを用いた方法ジエチルアミノエチル(DEAE)イオン交換樹脂は、Eで過剰発現HP-NAPの精製の ために記載されています高収率、高純度で大腸菌 。この精製技術は、宿主細胞のタンパク質および/または樹脂HP-NAP以外の不純物の結合に基づいていました。 pH8.0で、HP-NAPを除いてほとんどなく、他のタンパク質は、非結合画分から回収されます。ネガティブモードでDEAEイオン交換クロマトグラフィーを使用して、この精製アプローチは、非結合画分のコレクションを1段階クロマトグラフィーにより組換えHP-NAPの精製を可能にすることにより、簡単かつ時間の節約です。 図17に示すように 、免疫グロブリンG(IgG)18、ヘモグロビン19、タンパク質ホスファターゼ20、および毒性因子フラジェリン21ウイルスなどの、負にイオン交換クロマトグラフィーによって精製することが報告されているようなHP-NAP、いくつかの他の生体分子に加えてモード。不純物が軽微である場合、ネガティブモードでは、イオン交換クロマトグラフィーが好ましいです22を精製するために供される試料中に存在する成分。天然または組換え生体分子の精製における負のクロマトグラフィーの適用は、最近23を検討されています。
本レポートでは、 大腸菌における組換えHP-NAPの発現のためのステッププロトコルでステップを提供しますDEAEイオン交換樹脂とネガティブモードバッチクロマトグラフィーを用いて大腸菌細胞の溶解、およびHP-NAPの精製。精製のために、所望のタンパク質は、ネガティブモードでのイオン交換クロマトグラフィーに適している場合、記載されたプロトコルはまた、精製プロセスの開発のための出発点として適合させることができます。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
ヒトの血液は、国立清華大学の治験審査委員会、新竹、台湾からの事前の書面によるインフォームドコンセント及び承認を得て、健康なボランティアから採取しました。
大腸菌における組換えHP-NAPの1式大腸菌
HP-NAPを含有する可溶性タンパク質画分の調製
注:以下の手順は全て、4℃で行われます。
E.からの組換えHP-NAPの3精製DEAEイオン交換樹脂とネガティブモードバッチクロマトグラフィーによる大腸菌
4.バッファー交換およびDEAE樹脂とネガティブモードバッチクロマトグラフィーで精製HP-NAPのエンドトキシン除去
注:精製されたHP-NAPは、Eで表現大腸菌は、好中球を刺激する前に交換し、エンドトキシン除去をバッファに供される必要があります。
ドデシル硫酸ナトリウム - ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)、ウェスタンブロッティング、ネイティブ-PAGE、ゲルろ過クロマトグラフィー、および円偏光二色性分光法による精製された組換えHP-NAPの分子特性の5キャラクタリゼーション
SDS-PAGEゲルの銀染色により、HP-NAPの純度の6評価
HP-NAPにより誘導される好中球からのROS生産の7測定
8。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によるDNAプラスミド保有するHP-NAP変異体の構築は、サイトダイレクト突然変異誘発をベース
注:「サイレント」な制限部位は、部位特異的変異誘発(SDM)-assistソフトウェア28によって突然変異誘発プライマーに導入されたことを除いて、以前に27を説明したように、PCRに基づく部位特異的変異誘発は、基本的に生成しました。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
組換えHP-NAPの負の浄化の実験手順の概略図は、Eで表現しましたバッチモードでDEAEイオン交換樹脂を用いて、 大腸菌は 、図1に示されている。この精製技術は、宿主細胞タンパク質および/ または樹脂HP-NAP以外の不純物の結合に基づいています。 pH8.0で、その本来の形でのHP-NAPを除いてほとんどない他のタンパク質は、非結合画分( 図2AおよびB)から回収されます。非結合画分中の精製HP-NAPは、HP-NAP( 図2C)に対する抗体により免疫検出し、銀染色( 図2D)によって確認されるように、その純度は97%以上でした。ネイティブPAGE( 図2B)およびゲル濾過クロマトグラフィー( 図3A)によって分析した以外に、精製された組換えHP-NAPは、オリゴマー形態を保ちます。円偏光二色性s...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
ここで提示DEAE陰イオン交換樹脂とネガティブモードバッチクロマトグラフィーは、 大腸菌で過剰発現する組換えHP-NAPの精製に適しています。細胞溶解および精製の 工程において使用される緩衝液のpH値は、EでHP-NAPの溶解性を確保するために非常に重要です大腸菌溶解物およびそれぞれの宿主細胞不純物から組換えHP-NAPの効率的な分離。細菌細胞は、pH 9.0に溶解されるべきであり、負の精製は、高収率かつ高純度でHP-NAPを得るために、pH8.0で行われるべきです。 HP-NAPの典型的な回収率は90%であり、典型的な純度は95%で24です。 HP-NAPは、非結合画分中に存在するので、樹脂の最小が、十分な量の不純物を吸収するその最大容量を達成するために使用されるべきです。この例では、最大積載量は、Eからの可溶性タンパク質の1.5 mgでミリリットル樹脂あたりの大腸菌溶解物。
専らDEDプロトコルは、50ミリリットルE.から組換えHP-NAPの精製...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
HWFとYCYは、 ヘリコバクター・ピロリ 好中球活性化タンパク質のワンステップ精製法に関する特許TW I 432579およびUS 8,673,312の発明者です。原稿に記載されているすべての資料は、研究目的で利用できます。著者らは、これにより、データと資料の共有に関する JoVE のすべてのポリシーの遵守が変わるものではないことを確認しています。
私たちは、円形二色性測定を行ってくださった台湾の国立清華大学のChao-Sheng Cheng博士に感謝します。また、抗HP-NAPモノクローナル抗体を提供してくださった米国メイヨークリニックのEvanthia Galanis医師とIanko D. Iankov医師にも感謝いたします。IRB申請に関するアドバイスをいただいた台湾の新竹市のMackay Memorial HospitalのHan-Wen Chang博士とChung-Chu Chen氏、単離された好中球の分析を指導していただいた台湾の新竹市Mackay Memorial HospitalのTe-Lung Tsai氏、台湾の国立清華大学のJu-Chen Weng氏の技術協力に感謝いたします。本研究は、台湾科学技術部(MOST 104-2311-B-007-003、NSC101-2311-B-007-007、NSC98-2311-B-007-006-MY3)、国立清華大学とマッカイ記念病院の共同研究プログラム(100N7727E1、101N2727E1、103N2773E1)、国立清華大学の研究プログラム(104N2052E1)の助成を受けて行われました。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Material | |||
| pET42a-NAP | N/A | N/A | 参照資料15の補足データに記載されているように作成されています http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X08018317 |
| 大腸菌 BL21 (DE3) | Thermo Fisher Scientific Inc | C6000-03 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/C600003 |
| Kanamycin | Amresco | 25389-94-0 | http://www.amresco-inc.com/KANAMYCIN-SULFATE-0408.cmsx |
| イソプロピル &β;-D-1-チオガラクトピラノシド (IPTG) | MD Biomedical Inc | 101-367-93-1 | http://www.antibody-antibodies.com/product_det.php?id=238064&supplier=search&name =IPTG%20 |
| フェニルメチルスルホニルフッ化物 (PMSF) | Sigma-Aldrich | 10837091001 | プロテアーゼ阻害剤 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/PMSFRO?lang=en®ion=TW |
| N-α-tosyl-L-lysinyl-chloromethylketone (TLCK) | Sigma-Aldrich | T7254 | プロテアーゼ阻害剤 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t7254?lang=en®ion=TW |
| N-トシル-L-フェニルアラニニル-クロロメチルケトン (TPCK) | Sigma-Aldrich | T4376 | プロテアーゼ阻害剤 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t4376?lang=en®ion=TW |
| タンパク質標準物質 (ウシ血清アルブミン) | Sigma-Aldrich | P5619 | バイオ・ラッド Protein Assay http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/fluka/p5619?lang=en®ion=TW の標準タンパク質 |
| DEAE–セファデックス A-25塩化物フォーム | Sigma-Aldrich | A25120 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a25120?lang=en®ion=TW |
| Spectrum/Por 透析チューブ | Spectrum Laboratories | 132720 | 分子量カットオフは14 kDa http://www.spectrumlabs.com/dialysis/RCtubing.html?Pn=132720; |
| Acrodisc®ユニットとMustang® | ポール | MSTG25E3 | ;1〜4 ml/min http://www.pall.com/main/laboratory/product.page?id=19992 マウス |
| モノクローナル抗体MAb 16F4 | N/A | N/A | 、参考文献23に記載されているように、H. pylori NCTC 11637株の精製HP-NAPに対して惹き上げて操作。 米国メイヨークリニックのエバンシア・ガラニス博士とイアンコ・D・イアンコフ博士からの贈り物 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264410X10017585 |
| HiLoad 16/600 Superdex 200 pg | GE Healthcare ライフサイエンス | 28989335 | ろ過クロマトグラフィー用 http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/28989335 |
| PlusOne 銀染色キット、プロテイン | GE ヘルスケアライフサイエンス | 17-1150-01 | http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/17115001 |
| Ficoll-Paque PLUS | GE Healthcare ライフサイエンス | 17-1440-02 | ヒト好中球を精製するための密度勾配遠心分離用/br http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/catalog/en/GELifeSciences-tw/products/AlternativeProductStructure _16963/17144002 |
| フラットボトム96ウェルホワイトプレート | サーモフィッシャーサイエンティフィック社 | 236108 | |
| http://www.thermoscientific.com/en/product/nunc-f96-microwell-black-white-polystyrene-plate.html Luminol | Sigma-Aldrich | A8511 | から保護されています http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a8511?lang=en®ion=TW |
| Expand ロングテンプレートPCRシステム | Sigma-Aldrich | 11681834001 | High Fidelity PCR enzyme mix http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/elongro?lang=en®ion=TW |
| Dpn I | New England Biolabs | R0176S | https://www.neb.com/products/r0176-dpni |
| Xho I | New England Biolabs | R0146S | |
| https://www.neb.com/products/r0146-xhoiE.大腸菌DH5α | サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社 | 18265-017 | |
| https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/18265017名前 | 会社 | 製品番号 | コメント |
| Equipment | |||
| U-2800 ダブルビームUV/VIS分光光度計 | 日立製作所 | N/A | 市場から外れ、新しいモデルにアップグレードされました http://hitachi-hta.com/products/life-sciences-chemical-analysis/uvvisible-spectrophotometers |
| EmulsiFlex-C3高圧ホモジナイザー | アベスティン株式会社 | C315320 http://www.avestin.com/English/c3page.html | |
| 日立工機株式会社 一般超遠心機 | 日立工機株式会社 | 90106401 | E. coli lysates http://centrifuges.hitachi-koki.com/products/ultra/cp_wx/cp_wx.htmlÄからの可溶性および不溶性タンパク質画分の分離 |
| ;KTA FPLC | GE ヘルスケア ライフサイエンス | 18-1900-26 | ゲルろ過クロマトグラフィー用 http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/18190026 |
| Aviv モデル 62ADS CD 分光光度計 | Aviv Biomedical | N/A | から外れ、新しいモデル |
| http://www.avivbiomedical.com/circular.php LAS-3000 イメージング システム | にアップグレード 富士フイルム | N/A | 製造中止および交換済み http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/28955810 |
| Wallac 1420 (Victor2) 化学 | Perkin-Elmer | 1420-018 | http://www.perkinelmer.com/catalog/product/id/1420-018 |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト
許可をリクエスト