$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Обзор протокола BEVS приведен на рисунке 1. Множественные конструкции экспрессии PRMT, включая полноразмерные, домены и усеченные фрагменты, были сгенерированы в Консорциуме структурной геномики (SGC, Торонто) в соответствии с стратегиями in-house с попыткой увеличить показатель успеха для идентификации растворимых и стабильных белков с относительно высоким уровнем экспрессии7,9. Заинтересованным читателям предлагается ознакомиться с определениями и методологией SGC по проектированию «фрагмента» как сегмента последовательности генов, включенного в клон экспрессии, «домена» как аннотированного PFAM структурного домена и «конструкции» как фрагмента, клонированного в векторе экспрессии, все из которых были подробно описаны в более ранней публикации7. Конструкции экспрессии PRMT, представленные в этом протоколе, предназначены для получения белков, помеченных полигистидином, клонированных в вектор pFBOH-MHL, который является производным вектора pFastBac1. На рисунке 4представлен анализ SDS-PAGE растворимых конструкций PRMT1, 2, 4-9, очищенных из гранул, собранных после 4 мл продукции в ячейках Sf9 (этап 3.1.4). Полноразмерные (FL) PRMT1 и PRMT9 не представлены в этом геле, так как FL PRMT1 был произведен из E. coli,а FL PRMT9, полученный из BEVS, был очищен Flag-tag6. Усеченные конструкции PRMT1, FL PRMT4 и всех конструкций PRMT8 показывают относительно высокий выход, но элюаты белка содержат фракции коочищенных загрязняющих веществ. Эти конструкции требуют дальнейшей оптимизации протоколов очистки. Таким образом, для повышения чистоты этих белков от масштабных производств требуются дополнительные подходы, такие как уменьшение количества никелевых шариков на стадии инкубации с осветленным лизатом; повышение концентрации имидазола в промывных буферах; расщепление His-метки с протеазой TEV с последующим нанесением на Ni-аффинную смолу; и дополнительные этапы очистки, такие как исключение размера и ионная хроматография. Конструкции PRMT2 показывают значительно более низкий выход по сравнению с другими белками и полноразмерным белком PRMT2, сопровождаемым сильной полосой загрязняющих веществ. Масштабирование производства и две ступени очистки, такие как IMAC и исключение размера, подтвердили низкий уровень экспрессии для этой конструкции наряду с постоянным присутствием коочистающего загрязнителя для белка FL. Чистые белки были получены для комплекса PRMT5, произведенного и очищенного с его партнером по связыванию облигатов, MEP50. Усеченная конструкция PRMT9 имеет почти в два или три раза более низкий уровень экспрессии, близкий к 1,5 мг/л, по сравнению с другими PRMT. Тем не менее, рекомбинантные вирусные запасы этой конструкции были использованы для масштабирования производства, были получены дифрактируемые кристаллы, и структура была решена для этого белка вместе с PRMT4, 6 и 7(Рисунок 5).
Для масштабирования производства соответствующие вирусы P2 использовались для заражения культуры суспензии клеток насекомых Sf9. Этот этап генерирует 50/100/200 мл инфицированных бакуловирусом клеток, содержащих инфицированные клетки и вирусы P3 в супернатанте. Для крупномасштабного производства белка 2 л клеток Sf9 культивировали в каждой из 2,8 л колбы Fernbach shake при 150 об/мин, 27 °C(рисунок 6). В день производства 2 л клеток Sf9 (жизнеспособность клеток > 97%) в колбах Tunair объемом 2,5 л или 4 л в флаконах с реагентами по 5 л разбавляли до плотности ячейки 4 х10 6/мл. Эти клетки были инфицированы непосредственно 10-12 мл / л суспензии культуры инфицированных бакуловирусом клеток насекомых и инкубированы при пониженной температуре 25 ° C при 145 оборотах в минуту. Заражение производственной партии непосредственно суспензионной культурой зараженных бакуловирусом клеток насекомых значительно снижало трудоемкие и трудоемкие этапы амплификации объема вируса, исключая дополнительную обработку инфицированных клеток, и избегало снижения титра и деградации вируса. Поддержание клеточной культуры SF9 и масштабирование производства были выполнены в сосудах для культивирования с большим объемом заполнения для принятия крупномасштабного производства белка в одной партии(рисунок 6).
Полноразмерные PRMT 4, 5 (в комплексе с белками MEP50), 6, 7 и 9, полученные из опосредоопосредования бакуловирусной производственной платформы, использовались для кинетической характеристики и скрининга ингибиторных соединений в SGC6. Кристаллические структуры решали и депонировали в Банк данных о белках (PDB) для полноразмерных или усеченных форм белков PRMT 4, 6, 7 и 9 с различными химическими зондами и ингибиторами. Экспрессионные плазмиды для этих PRMT были депонированы в репозиторий плазмид Addgene (Addgene является дистрибьютором SGC, https://www.addgene.org/) и доступны исследовательским сообществу(рисунок 5).

Рисунок 1:Схематический обзор этапов процесса экспрессии бакуловируса Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2:Бакуловирус Инфицированные и неинфицированные клетки Sf9. Признаками инфекции являются структурные изменения в клетках насекомых, такие как увеличение диаметра клеток на 25-50%, увеличение клеточных ядер, равномерно округлая форма, потеря пролиферации и прилипания к поверхности чашки культуры, а также снижение жизнеспособности клеток. Белая шкала 200 мкм. Признаки инфекции, представленные здесь, одинаковы для трансфектированных клеток, использующих оба трансфекционных реагента, JetPrime и X-tremeGene 9. Конкретный пример приведен для трансфекционного реагента JetPrime. (A) Неинфицированные клетки Sf9 в качестве контроля. (B) Бакуловирус-инфицированные клетки Sf9. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3:Сборка связующей пластины для быстрой очистки белков тестовой экспрессии. Пожалуйста, смотрите текст для деталей, шаги 3.2.1-2 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 4:Результаты скрининга экспрессии белка. Результаты скрининга экспрессии белка опосредования бакуловирусом производства белка в 4 мл культуры суспензии Sf9, инфицированной соответствующими рекомбинантными вирусами P1 для различных PRMT и комплекса PRMT5-MEP50. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 5:Краткое изложение конструкций экспрессии для PRMT4, 6, 7 и 9, используемых для исследований кристаллической структуры в Консорциуме структурной геномики, Торонто (SGC). Кристаллические структуры решали и депонировали в Банк белковых данных (PDB) для полноразмерных или усеченных форм белков PRMT 4, 6, 7 и 9 с различными химическими зондами и ингибиторами. Экспрессионные плазмиды для этих PRMT были депонированы в репозиторий плазмид Addgene и доступны исследовательского сообщества (Addgene является дистрибьютором SGC, https://www.addgene.org/). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 6:Sf9 поддержание клеток насекомых и производство белка в различных сосудах культуры: (A) 2,8 л колбы Фернбаха для поддержания клеток и производства белка. Использование 72% объема заполнения увеличивает пропускную способность в 2,5 раза на одной встряхиваемой платформе. (B) Колбы для встряхивания Tunair (на этом рисунке представлено только 9 колб из 10) и бутылки с реагентами с объемом заполнения 80% резко увеличивают производственную мощность встряхивающей платформы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.