$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Рекомбинантная экспрессия белка широко используется для преодоления проблем, связанных с природными источниками белка, таких как ограниченное количество белка и вредное загрязнение. Более того, в исследованиях патогенных генов и белков может быть использован альтернативный лабораторный штамм, который не требует дополнительных мер предосторожности. Например, Bacillus cereus является полезной моделью для изучения Bacillus anthracis из-за их тесной эволюционной связи 1 .
B. anthracis является облигатным возбудителем , который вызывает смертельную ингаляционную сибирскую язву у людей и животных и может потенциально использоваться в качестве биологического оружия 2 . Таким образом, лабораторные исследования B. anthracis строго регулируются Центрами США по контролю за заболеваниями, требующими практики биобезопасности 3 (BSL-3), в соответствии с которой лабораторная зона должна быть изолирована с отрицательным давлением в помещении. В отличие от B. anthracis , B. cereus классифицируется как агент BSL-1 и, следовательно, имеет минимальные проблемы безопасности. B. cereus - это оппортунистический патоген, который после заражения вызывает пищевое отравление, которое можно лечить без медицинской помощи. Однако, поскольку B. cereus разделяет многие критические гены с B. anthracis , функции белков B. anthracis могут быть изучены с использованием соответствующих гомологов B. cereus 1 .
Ген кластера ba1554 - ba1558 B. anthracis высококонсервативен с использованием кластера bc1531 - bc1535 B. cereus , а также с bt1364-bt1368 кластером Bacillus thuringiensis , с точки зрения организации и последовательности гена. Кроме того, первые гены ( ba1554 , bc1531 и bt1364 ) соответствующих кластеров абсолютно сохраняются ( т.е. идентичность 100% нуклеотидной последовательности), impliНг критической роли генный продукт в Bacillus видов. Из-за его расположения в этих кластерах генов ba1554 был ошибочно идентифицирован как предполагаемый регулятор транскрипции 3 . Однако анализ аминокислотной последовательности продукта ba1554 показывает, что он относится к семейству MazG, которое обладает нуклеотидной пирофосфогидролазной активностью и не связано с активностью транскрипционных факторов 4 , 5 . Хотя белки, принадлежащие к семейству MazG, разнообразны по отношению к общей последовательности и длине, они имеют общий ~ 100 остаточный домен MazG, характеризующийся мотивом EXXE 12-28 EXXD («X» обозначает любой аминокислотный остаток, а число Указывает количество X остатков).
Домен MazG не всегда непосредственно учитывает определенную каталитическую активность. Член MazG от Escherichia coli (EcMazG) обладает двумя доменами MazG, но наС-концевой домен MazG является ферментативно активным 6 . Более того, субстратная специфичность ферментов MazG варьирует от неспецифических нуклеозидтрифосфатов (для EcMazG) до специфических dCTP / dATP (для интегрина-ассоциированного MazG) и dUTP (для dUTPases) 6 , 7 , 8 , 9 . Таким образом, биофизикохимические анализы белка BA1554 необходимы для подтверждения его активности NTP-азы и для расшифровки его субстратной специфичности.
Здесь мы приводим поэтапный протокол, согласно которому большинство лабораторий без BSL-3 могут следовать, чтобы охарактеризовать белковый продукт гена B.cereus bc1531 , который является ортологом B. anthracis ba1554 на молекулярном уровне. Вкратце, рекомбинантный BC1531 (rBC1531) экспрессировали в E.coli и очищали с использованием метки аффинности. Для рентгеновских кристаллографических экспериментов кристаллыУсловия белка rBC1531 были скринированы и оптимизированы. Для оценки ферментативной активности rBC1531 активность NTPазы контролировали колориметрически, чтобы избежать радиоактивно меченых нуклеотидов, которые традиционно использовались. Наконец, анализ полученных биофизикохимических данных позволил нам определить состояние олигомеризации и каталитические параметры rBC1531, а также получить данные рентгеноструктурного анализа кристалла rBC1531.