Получение белковых препаратов первой субъединицы гемагглютинина вируса гриппа
DOI:
https://doi.org/10.26577//eb.2020.v83.i2.11Аннотация
На данный момент значительную обеспокоенность вызывает распространение в мире эпизоотий высокопатогенного вируса гриппа птиц. Вирус гриппа обладает наиболее высокой генетической вариабельностью и вероятностью появления новых штаммов, способных создавать большие эпидемии. Эволюция вируса гриппа протекает очень быстро, следовательно, первостепенной задачей исследователей является антигенное картирование подтипов гемагглютинина, а также выявления особенностей антигенной структуры. Рентгеновская кристаллография является часто используемым методом при определении трехмерной структуры белка.
Целью данных исследований являлось получение рекомбинантного белка первой субъединицы гемагглютинина методом бактериальной экспрессии в Escherichia coli для дальнейшего определения его трехмерной структуры.
В результате проведенных исследований плазмида, имеющая в своем составе нуклеотидную последовательность гена, кодирующего целевой белок первой субъединицы гемагглютинина, была трансформирована в клетки E. coli, штамм ER2566. Были отработаны оптимальные условия экспрессии целевого гена в клетках E. coli, штамм ER2566 и очистки рекомбинантного белка методом металл-аффинной хроматографии. Степень очистки белка составила не менее 95%. Полученный рекомбинантный белок будет использован для дальнейших работ по кристаллографии и трехмерному моделированию белка.
Ключевые слова: вирус гриппа птиц, гемагглютинин, экспрессия, рекомбинантный белок.
Библиографические ссылки
2. Rohm C, Zhou N, Suss J, Mackenzie J, Webster RG. (1996). Characterization of a novel influenza hemagglutinin, H15: criteria for determination of influenza A subtypes. Virology 217:508–516.
3. World Health Organization. Guidelines for laboratory diagnosis and virological surveillance of influenza. World Health Organization, Geneva, Switzerland. https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/44518/9789241548090_eng.pdf?sequence=1
4. Lyons D., Lauring A. (2018) Mutation and Epistasis in Influenza Virus Evolution. Viruses, 10: 401-407.
5. Visher E, Whitefield S.E., McCrone J.T., Fitzsimmons W., Lauring A.S. (2016) The Mutational Robustness of Influenza A Virus. PLoS Pathog, 12(8)
6. Swayne D.E., Suarez D.L. (2000) Highly pathogenic avian influenza. Rev. Sci. Tech., 19:463–482.
7. Lvov D.K., Kaverin N.V. (2008) Avian influenza in Northern Eurasia. Monographs in Virology. Vol. 27: Avian Influenza. Basel, Switzerland: Karger; 41—58.
8. Kaverin N.V., Rudneva I.A., Timofeeeva T.A., Ignat‘eva A.V. (2012) Antigenic structure of influenza A virus hemagglutinin. Voprosy virusologii. Suppl. 1:148—58.
9. Skehel J.J., Wiley D.C. (2000). Receptor binding and membrane fusion in virus entry: the influenza hemagglutinin. Annu Rev Biochem 69:531–569.
10. Air GM. (1981). Sequence relationships among the hemagglutinin genes of 12 subtypes of influenza A virus. Proc Natl Acad Sci, 78:7639–7643.
11. Stevens, J., Blixt, O., Tumpey, T.M., Taubenberger, J.K., Paulson, J.C., Wilson I.A. (2006) Structure and receptor specificity of the hemagglutinin from an H5N1 influenza virus. Science, 312:404–410
12. Khurana S, Verma S, Verma N, Crevar CJ, Carter D.M, Manischewitz J, King L.R, Ross T.M, Golding H. (2011) Bacterial HA1 vaccine against pandemic H5N1 influenza virus: evidence of oligomeriza-tion, hemagglutination, and crossprotective immunity in ferrets. J. Virol., 85:1246–1256.
13. Harper S et al. (2002). Influenza. Clinics in Laboratory Medicine, 22(4):863–882.
14. H Kido, Y Yokogoshi, K Sakai, M Tashiro, Y Kishino, A Fukutomi and N Katunuma (1992) Isolation and characterization of a novel trypsin-like protease found in rat bronchiolar epithelial Clara cells. A possible activator of the viral fusion glycoprotein. J. Biol. Chem., 267:13573-13267.
15. J. J. Skehel, D. C. Wiley, (2000) Receptor Binding and Membrane Fusion in Virus Entry: The Influenza Hemagglutinin Annu. Rev. Biochem., 69:520-531
16. Nelson M.I, Holmes E.C. (2007) The evolution of epidemic influenza. Nat Rev Genet., 8:196–205.
17. Nobusawa E, Sato K. (2006) Comparison of the mutation rates of human influenza A and B viruses. J Virol., 80:3675–3678.
18. Hjol'te H.-D., Zippl' V., Ron'jan D., Fol'kers G. (2005) Molekuljarnoe modelirovanie [Molecular modeling]. Teorija i praktika. Laboratorija znanij [in Russian]
19. Levinthal C., (1966) Molecular Model-Building by Computer. Scientific American., 214:42–52
20. Levitt M., (2001) The birth of computational structural biology, Nat. Struct. Biol., 8:392–393
21. Leneva I.A., Russell R.J., Boriskin Y.S., Hay A.J. (2008) Characteristics of arbidol-resistant mutants of influenza virus: implications for the mechanism of anti-influenza action of arbidol. Antiviral Res., 81(2):132-140.
22. R.U. Kadama, I.A. Wilson. (2017) Structural basis of influenza virus fusion inhibition by the antiviral drug Arbidol. Proc. Natl. Acad. Sci., 114 (19):4848-4850
23. Faix J., (2006) Grosse R. Staying in shape with formins. Dev. Cell.,10:.693—706
24. Bolanos-Garcia V. M., Chayen N. E. (2009) New directions in conventional methods of protein crystallization. Prog. Biophys. Mol. Biol., 101:1203–1210.
25. Chayen N. E., Saridakis E., Sear R. P. (2006) Experiment and theory for heterogeneous nucleation of protein crystals in a porous medium. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A, 103:597–601
26. Boyko K.M., Popov V.O., Kovalchuk M.V. (2015) Promising approaches to crystallization of macromolecules suppressing the convective mass transport to the growing crystal. Russ. Chem. Rev, 84 (8):853-859.
27. Russo Krauss I. et al. (2013) An overview of biological macromolecule crystallization. Int. J. Mol. Sci, 14(6):11643–11691.
28. E.D. Burashev, A.U. Isabek, K.T. Sultankulova, N.T. (2019) Sandybaev Sozdanie vektornoj konstrukcii i bakterial'naja jekspressija pervoj subedinicy gemaggljutinina [Creation of a vector construct and bacterial expression of the first subunit of hemagglutinin] Vestnik SemGU, 3(87):204-208. [in Russian]
29. Hochuli E. Bannwarth E., Hochuli W., Dobeli H., Gentz R., Stuber D. (1988) Genetic approach to facilitate purification of recombinant proteins with a novel metal chelate adsor-bent Biotechnology, 6:321–1325.
30. Wei C, Nurul T, Wahida AG, Shaharum S. (2014) Construction and heterologous expression of a truncated haemagglutinin (HA) protein from the avian influenza virus H5N1 in Escherichia coli. Trop. Biomed. 31:1–10.
