Tutaj prezentujemy metodę oczyszczania powinowactwa enzymu fibrynolitycznego z Sipunculus nudus, która jest prosta, tania i efektywna.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Tutaj prezentujemy metodę oczyszczania powinowactwa enzymu fibrynolitycznego z Sipunculus nudus, która jest prosta, tania i efektywna.
Enzym fibrynolityczny z Sipunculus nudus (sFE) to nowy czynnik fibrynolityczny który może zarówno aktywować plazminogen do plazminy, jak i bezpośrednio rozkładać fibrynę, wykazując ogromne zalety w porównaniu z tradycyjnymi środkami trombolitycznymi. Jednak ze względu na brak informacji strukturalnych wszystkie programy oczyszczania sFE opierają się na wieloetapowych oczyszczaniach chromatograficznych, które są zbyt skomplikowane i kosztowne. W tym przypadku po raz pierwszy opracowano protokół oczyszczania powinowactwa sFE w oparciu o strukturę krystaliczną sFE; obejmuje przygotowanie próbki surowej i kolumny chromatografii powinowactwa matrycy lizyny/argininy-agarozy, oczyszczanie powinowactwa i charakterystykę oczyszczonego sFE. Zgodnie z tym protokołem partię sFE można oczyścić w ciągu 1 dnia. Co więcej, czystość i aktywność oczyszczonego sFE wzrasta do 92% i 19,200 U/mL, odpowiednio. Jest to więc proste, niedrogie i wydajne podejście do oczyszczania sFE. Opracowanie tego protokołu ma ogromne znaczenie dla dalszego wykorzystania sFE i innych podobnych środków.
Zakrzepica jest poważnym zagrożeniem dla zdrowia publicznego, zwłaszcza po globalnej pandemii Covid-191,2. Klinicznie wiele aktywatorów plazminogenu (PA), takich jak tkankowy aktywator plazminogenu (tPA) i urokinaza (Wielka Brytania), jest szeroko stosowanych jako leki trombolityczne. PA mogą aktywować plazminogen pacjentów do aktywnej plazminy w celu degradacji fibryny. W związku z tym ich skuteczność trombolityczna jest silnie ograniczona przez status plazminogenu pacjentów3,4. Leki fibrynolityczne, takie jak plazmina metaloproteinazy i plazmina serynowa, są innym rodzajem klinicznych leków trombolitycznych, które obejmują również enzymy fibrynolityczne (FE), takie jak plazmina, które mogą bezpośrednio rozpuszczać skrzepy, ale są szybko inaktywowane przez różne inhibitory plazminy5. Następnie doniesiono o nowym typie środka fibrynolitycznego, który może rozpuścić skrzeplinę, nie tylko poprzez aktywację plazminogenu w plazminę, ale także bezpośrednią degradację fibryny6-enzym fibrynolitytyczny ze starożytnego robaka arachidowego Sipunculus nudus (sFE)6. Ta dwufunkcyjna daje sFE inne zalety w porównaniu z tradycyjnymi lekami trombolitycznymi, zwłaszcza pod względem nieprawidłowego statusu plazminogenu. W porównaniu z innymi dwufunkcyjnymi środkami fibrynolitycznymi7,8,9, sFE wykazuje kilka zalet, w tym bezpieczeństwo, w porównaniu ze środkami niepochodzącymi z żywności w opracowywaniu leków, zwłaszcza w przypadku leków doustnych. Dzieje się tak dlatego, że bezpieczeństwo biologiczne i biokompatybilność Sipunculus nudus zostały dobrze ugruntowane10.
Podobnie jak w przypadku innych naturalnych czynników fibrynolitycznych wyizolowanych z mikroorganizmów, dżdżownic i grzybów, oczyszczanie sFE z S. nudus jest bardzo skomplikowane i obejmuje wiele etapów, takich jak homogenizacja tkanek, wytrącanie siarczanu amonu, odsalanie, chromatografia wymiany anionowej, chromatografia oddziaływań hydrofobowych i przesiewanie molekularne10,11,12. Taki system oczyszczania zależy nie tylko od biegłych umiejętności i drogich materiałów, ale także wymaga kilku dni na wykonanie całej procedury. Dlatego prosty program oczyszczania sFE ma ogromne znaczenie dla dalszego rozwoju sFE. Na szczęście dwa kryształy sFE (PDB: 8HZP; PDB: 8HZO) zostały pomyślnie uzyskane (patrz Plik Uzupełniający 1 i Plik Uzupełniający 2). Dzięki analizie strukturalnej i eksperymentom dokowania molekularnego odkryliśmy, że katalityczny rdzeń sFE może specyficznie wiązać się z celami zawierającymi reszty argininy lub lizyny.
Tutaj po raz pierwszy zaproponowano system oczyszczania powinowactwa, oparty na strukturze krystalicznej sFE. Postępując zgodnie z tym protokołem, wysoce czysty i wysoce aktywny sFE może zostać oczyszczony z surowych ekstraktów w jednym etapie oczyszczania z powinowactwem. Opracowany tutaj protokół jest ważny nie tylko dla przygotowania sFE na dużą skalę, ale może być również stosowany do oczyszczania innych środków fibrynolitycznych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie
2. Chromatografia powinowactwa
3. Ocena czystości
4. Ocena aktywności fibrynolitycznej
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Zgodnie z niniejszym protokołem wyekstrahowano surowe lizaty tkankowe, przygotowano kolumny do chromatografii powinowactwa z macierzą arginino-agarozową oraz lizyno-agarozową, otrzymano oczyszczone sFE, a następnie za pomocą SDS-PAGE oraz płytek fibrynowych zmierzono odpowiednio czystość i aktywność fibrynolityczną oczyszczonego sFE.
Po wirowaniu zebrany nadsącz stanowił przezroczysty, beżowy, lepki płyn. Wytrącanie rozpoczęło się po zmieszaniu tego nadsączu z nasyconym roztworem siarczanu amo...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ze względu na niedostępność dokładnej sekwencji genu sFE, obecnie stosowany sFE został wyekstrahowany ze świeżego S. nudus14. Co więcej, procedury oczyszczania sFE opisywane w literaturze były skomplikowane i kosztowne, ponieważ opierały się na pewnych ogólnych cechach sFE, takich jak masa cząsteczkowa, punkt izoelektryczny, siła jonowa i polarność15,16. Do tej pory nie zgłoszono żadnego protokołu oczyszczania powinowactwa sFE. W ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
To badanie zostało sfinansowane przez Biuro Nauki i Technologii miasta Xiamen (3502Z20227197) oraz Biuro Nauki i Technologii prowincji Fujian (nr 2019J01070, No.2021Y0027).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 30% Akrylamid-Bisakryloamid (29:1) | Biosharp | ||
| 2-merkaptoetanol | Solarbio | ||
| Agaroza G-10 | Biowest | ||
| Nadsiarczan amonu | SINOPHARM | ||
| Siarczan amonu | SINOPHARM | ||
| Arginina-Sefaroza 4B | Solarbio | Matryca argininowo-agarozowa | |
| Niebieski bromoksylenol (BPB) | Solarbio | ||
| Fast Silver Bejca | Beyotime | ||
| Fibrinogen | Merck | ||
| Glicyna | Solarbio | ||
| Kwas solny | SINOPHARM | ||
| Kinaza | RHAWN | ||
| Lizyna-Sefaroza 4B | Solarbio | lizynowo-agarozowa | |
| N,N,N',N'-tetrametyloetylenodiamina (TEMED) | Sigma-Aldrich | ||
| Prestained Color Protein Marker (10-170 kD) | Beyotime | ||
| Chlorek sodu | SINOPHARM | ||
| Dodecylosiulfonian sodu (SDS) | Sigma-Aldrich | ||
| Wodorotlenek sodu | SINOPHARM | ||
| Trombin | Meilunbio | ||
| Tris(Hydroksymetylo)Aminometan | Solarbio | ||
| Tris(Hydroksymetylo)Aminometan Chlorowodorek | Solarbio | ||
| Equipment | |||
| AKT Aprotein Purification System czysty | GE | ||
| Automatyczny pionowy sterylizator parowy MLS-3750 | chemiluminescencyjnego SANYO | ||
| Pompa o stałym przepływie GE | |||
| DGG-9140AD | SENXIN | ||
| Elektryczny homogenizator szkła DY89-II | SCIENTZ | ||
| Elektroniczna waga analityczna | DENVER | ||
| Elektrotermostatyczna łaźnia wodna DK-S12 | SENXIN | ||
| Pozioma wytrząsarka do odbarwiania | Kylin-Bell | ||
| Maszyna do lodu AF 103 | Scotsman | ||
| KQ-500E Myjka ultradźwiękowa | ShuMei | ||
| Mieszadło magnetyczne | Zhi wei | ||
| chłodzeniem H1650-W | Cence | ||
| Kuchenka mikrofalowa | Galanz | ||
| Milli-Q Referencyjna | miliporowa | ||
| Thermo Fisher Scientific | |||
| Precyzyjny pH-metr na biurko | Sartorious | ||
| Mały oscylator wirowy | Kylin-Bell | ||
| Pionowy system elektroforezy | Bio-Rad | ||
| Materiał eksploatacyjny | |||
| 200 i mikro; L Probówka do PCR (200 &mikro; L) | Axygene | ||
| (1,5 ml) | |||
| (5 mL) | Biosharp | ||
| (50 ml) | |||
| (7 mL) | Biosharp | ||
| (60 mm) | |||
| (0,22 &mikro; m) | Millex GP | ||
| Parafilm | Bemis | ||
| (1 ml) Końcówka | KIRGEN | ||
| (10 &mikro; L) | Axygene | ||
| (200 &mikro; L) | Axygene | ||
| Ultra Filtr odśrodkowy TZAKZY | |||
| (4 ml 3 KDa) | Uniwersalny | ||
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.