Inklusionskroppar (bakterier)

Inklusionskroppar är olösliga proteinaggregat som bildas under överuttryck av rekombinanta proteiner i bakterier .

Allmän information

I celler under ett elektronmikroskop ser inneslutningskroppar oftast ut som stora mörka kluster [1] [2] . Inklusionskropparna isolerade från cellerna är amorfa sfäriska eller stavformade formationer med en diameter på 0,2 µm till 1,2 µm [3] [4] [5] .

Komposition

Grunden för inklusionskroppar är ett protein som överuttrycks i bakterier. Enligt vissa studier har inklusionskroppar en ökad andel β-strukturer och därför är många inklusionskroppar amyloida [6] . Oftast innehåller inklusionskroppar, förutom huvudproteinet, chaperonerna DnaK och GroEL, samt två specialiserade proteiner IbpA (Inklusionskroppsprotein A) och IbpB (Inklusionskroppsprotein B), som huvudsakligen finns i inklusionskroppar [7] [ 8] . DnaK-chaperonen är placerad på ytan, där den, tillsammans med ClpB, är involverad i förstörelsen av proteinaggregatet och proteinåterveckning, medan GroEL är inuti inklusionskropparna [9] . Dessutom kan inklusionskropparna innehålla ytterligare proteiner, beroende på vilket speciellt protein som uttrycks. Således innehöll inklusionskroppar av den mänskliga huvudsakliga fibroblasttillväxtfaktorn hFGF-2 dessutom DnaK-chaperonen, såväl som translationsfaktorn EF-Tu och de metaboliska enzymerna dihydrolipoamiddehydrogenas LpdA, tryptofanas TnaA och tagalos-1,6-bisfosfataldolas GatY [10] .

Aggregation. Deaggregation. Rollen som chaperones

Det visades att proteinaggregation till inklusionskroppar är en reversibel process. Om proteinsyntesen upphör, försvinner inklusionskropparna gradvis och ett helt veckat protein uppstår i cytoplasman [11] . Denna process sker med deltagande av DnaK och ClpB chaperones och aktiv användning av energin från ATP hydrolys [12] [13] . IbpA- och IbpB-proteiner och Lon- och ClpP- proteaser kan också vara involverade i processen för sönderdelning av inklusionskroppar [14] .

Användning

Inklusionskroppar innehåller relativt rent uttryckt protein och är relativt lätta att isolera. Det enda problemet är den efterföljande återveckningen (återveckningen) av proteinet. Därför finns det till och med speciella uttryckssystem som avsiktligt styr proteinet in i inklusionskroppar. I synnerhet leder kopplingen av det uttryckta proteinet till proteiner som TrpLE, PurF, PagP, ketosteroidisomeras till bildandet av inklusionskroppar med den erforderliga renheten [15] . Som återveckningsmetoder finns: utspädning av proteinlösningen, dialys , kromatografisk återveckning och användning av högt hydrostatiskt tryck [16] .

Anteckningar

  1. ↑ JM Betton, M. Hofnung. Vikning av ett mutant maltosbindande protein av Escherichia coli som bildar inklusionskroppar  (engelska)  // The Journal of Biological Chemistry : journal. — 1996-04-05. — Vol. 271 , nr. 14 . — S. 8046-8052 . — ISSN 0021-9258 . Arkiverad från originalet den 5 februari 2016.
  2. ↑ Chenguang Zhu, Ziniu Yu. Ytskiktsproteinet från Bacillus thuringiensis CTC bildar en unik intracellulär parasporal inklusionskropp  //  Journal of Basic Microbiology. — 2008-08-01. — Vol. 48 , nr. 4 . — S. 302-307 . — ISSN 0233-111X . - doi : 10.1002/jobm.200800013 . Arkiverad från originalet den 15 december 2015.
  3. ↑ MM Carrió, R. Cubarsi, A. Villaverde. Fin arkitektur av bakteriella inklusionskroppar  (engelska)  // FEBS-bokstäver. - 2000-04-07. — Vol. 471 , nr. 1 . - S. 7-11 . — ISSN 0014-5793 . Arkiverad från originalet den 15 december 2015.
  4. ↑ Hui Kang, Ai-You Sun, Ya-Ling Shen, Dong-Zhi Wei. Återveckning och strukturella egenskaper hos TRAIL/Apo2L inklusionskroppar från olika specifika tillväxthastigheter av rekombinant Escherichia coli  //  Biotechnology Progress. - 2007-02-01. — Vol. 23 , nr. 1 . - s. 286-292 . — ISSN 1520-6033 . - doi : 10.1021/bp060238c . Arkiverad från originalet den 21 maj 2016.
  5. ↑ G.A. Bowden, A.M. Paredes, G. Georgiou. Struktur och morfologi för proteininklusionskroppar i Escherichia coli  (engelska)  // Bio/Technology (Nature Publishing Company). — 1991-08-01. — Vol. 9 , nej. 8 . - P. 725-730 . — ISSN 0733-222X . Arkiverad från originalet den 2 augusti 2016.
  6. ↑ Lei Wang. Mot att avslöja strukturen hos bakteriella inklusionskroppar  (engelska)  // Prion. — 2009-09-01. — Vol. 3 , nr. 3 . — S. 139-145 . — ISSN 1933-690X . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.
  7. ↑ Britta Jürgen, Antje Breitenstein, Vlada Urlacher, Knut Büttner, Hongying Lin. Kvalitetskontroll av inklusionskroppar i Escherichia coli  (engelska)  // Microbial Cell Factory. — 2010-01-01. — Vol. 9 . - S. 41 . — ISSN 1475-2859 . - doi : 10.1186/1475-2859-9-41 . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.
  8. ↑ S. P. Allen, J. O. Polazzi, J. K. Gierse, A. M. Easton. Två nya värmechockgener som kodar för proteiner producerade som svar på heterologt proteinuttryck i Escherichia coli  //  Journal of Bacteriology. — 1992-11-01. — Vol. 174 , nr. 21 . — S. 6938-6947 . — ISSN 0021-9193 . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.
  9. ↑ M. Mar Carrio, Antonio Villaverde. Lokalisering av chaperones DnaK och GroEL i bakteriella inklusionskroppar  (engelska)  // Journal of Bacteriology. - 2005-05-01. — Vol. 187 , nr. 10 . - P. 3599-3601 . — ISSN 0021-9193 . - doi : 10.1128/JB.187.10.3599-3601.2005 . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.
  10. ↑ Ursula Rinas, Frank Hoffmann, Eriola Betiku, David Estapé, Sabine Marten. Inklusionskroppens anatomi och funktion av chaperone-medierad in vivo-inklusionskroppsdemontering under högnivå rekombinant proteinproduktion i Escherichia coli  //  Journal of Biotechnology. - 2007-01-01. — Vol. 127 , nr. 2 . — S. 244-257 . — ISSN 0168-1656 . - doi : 10.1016/j.jbiotec.2006.07.004 . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.
  11. ↑ MM Carrió, A. Villaverde. Proteinaggregation som bakteriella inklusionskroppar är reversibel  //  FEBS-bokstäver. - 2001-01-26. — Vol. 489 , nr. 1 . — S. 29-33 . — ISSN 0014-5793 . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.
  12. ↑ Assaf Rokney, Merav Shagan, Martin Kessel, Yoav Smith, Ilan Rosenshine. E. coli transporterar aggregerade proteiner till polerna genom en specifik och energiberoende process  //  Journal of Molecular Biology. — 2009-09-25. — Vol. 392 , nr. 3 . - P. 589-601 . — ISSN 1089-8638 . - doi : 10.1016/j.jmb.2009.07.009 . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.
  13. ↑ P. Goloubinoff, A. Mogk, A.P. Zvi, T. Tomoyasu, B. Bukau. Sekventiell mekanism för solubilisering och återveckning av stabila proteinaggregat av ett bichaperone-nätverk  //  Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1999-11-23. — Vol. 96 , nr. 24 . — S. 13732-13737 . — ISSN 0027-8424 . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.
  14. ↑ Andrea Vera, Anna Arís, Mar Carrió, Nuria González-Montalbán, Antonio Villaverde. Lon- och ClpP-proteaser deltar i den fysiologiska sönderdelningen av bakteriella inklusionskroppar  (engelska)  // Journal of Biotechnology. — 2005-09-23. — Vol. 119 , nr. 2 . — S. 163-171 . — ISSN 0168-1656 . - doi : 10.1016/j.jbiotec.2005.04.006 . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.
  15. ↑ Peter M. Hwang, Jonathan S. Pan, Brian D. Sykes. Riktat uttryck, rening och klyvning av fusionsproteiner från inklusionskroppar i Escherichia coli  (engelska)  // FEBS-bokstäver. — 2014-01-21. — Vol. 588 , nr. 2 . - S. 247-252 . — ISSN 1873-3468 . - doi : 10.1016/j.febslet.2013.09.028 . Arkiverad från originalet den 19 juni 2017.
  16. ↑ Anindya Basu, Xiang Li, Susanna Su Jan Leong. Återveckning av proteiner från inklusionskroppar: rationell design och recept  //  Tillämpad mikrobiologi och bioteknik. — 2011-10-01. — Vol. 92 , nr. 2 . — S. 241-251 . — ISSN 1432-0614 . - doi : 10.1007/s00253-011-3513-y . Arkiverad från originalet den 25 januari 2018.