ISSN 2410-7751 (Печатный вариант)
ISSN 2410-776X (Электронная версия)
Ж-л "Biotechnologia Acta" Т. 13, №6 , 2020
С. 30–40, библиогр. 20, англ.
УДК: 577.21
https://doi.org/10.15407/biotech13.06.030
Е. Г. Фомина, Е. Е. Григорьева, В. В. Зверко, А. С. Владыко
Государственное учреждение «Республиканский научно-практический центр эпидемиологии и микробиологии», Республика Беларусь, Минск
Экспрессионная способность каждого гена уникальна у гетерологичного хозяина. Различия между синонимичными последовательностями играют важную роль в регуляции экспрессии протеина в организмах от Escherichia coli до человека, и многие детали этого процесса остаются неясными. Цель исследования: изучить состав кодонов, его распределение по последовательности и влияние редких кодонов на экспрессию вирусных нуклеокапсидных протеинов и их фрагментов в гетерологичной системе E. coli. Для экспрессии протеинов использовали плазмидный вектор pJC 40 и штамм BL 21 (DE 3) E. coli. Анализ состава кодонов выполнен с использованием on-line ресурса (www.biologicscorp.com). Получены 10 рекомбинантных полипептидов, кодирующих полную нуклеотидную последовательность нуклеокапсидных протеинов (вирусы Западного Нила и гепатита С) и их фрагменты, включающие антигенные детерминанты (вирус Ласса, Марбург, Эбола, Крымской-Конго геморрагической лихорадки (ККГЛ), Пуумала, Хантаан, Добрава-Белград и лимфоцитарного хориоменингита (ЛХМ)). Гибридные плазмидные ДНК обеспечивают эффективное продукцирование этих протеинов в прокариотической системе с выходом рекомбинатного протеина, варьирующим в 8 раз: от 5 до 40 мг на 1 литр бактериальной культуры. Не выявлена корреляция уровня экспрессии протеинов с частотой встречаемости редких кодонов в клонированной последовательности: максимальная частота встречаемости редких кодонов на клонированную последовательность наблюдалась для вируса Западного Нила (14,6 %), минимальная – для вируса ККГЛ (6,6 %), в то время как уровень экспрессии для этих белков составлял 30 и 5 мг/л культуры соответственно. Значения индекса адаптации кодонов (CAI), рассчитанные на основе кодонового состава у E. coli, для клонированных вирусных последовательностей находятся в диапазоне от 0,50 до 0,58, что соответствует среднеэкспрессируемым протеинам. Проведенный анализ профилей распределения СAI в клонированных последовательностях указывает на отсутствие кластеров редких кодонов, способных создавать затруднения при трансляции. Статистически значимое отличие между частотами распределения аминокислот в клонированных последовательностях и их содержанием в E. coli наблюдалось для нуклеокапсидных протеинов вирусов Марбург, Эбола, Западного Нила и гепатита С.
Ключевые слова: рекомбинантные нуклеокапсидные протеины, экспрессия, редкие кодоны, индекс адаптации кодонов.
© Институт биохимии им. А. В. Палладина НАН Украины, 2020
Ж-л "Biotechnologia Acta" Т. 13, №6 , 2020
С. 24-29, библиогр. 20, англ.
УДК: 577.21
https://doi.org/10.15407/biotech13.06.030
Экспрессия нуклеокапсидных вирусных протеинов в бактериальной системе Escherichia coli: влияние кодонового состава и равномерности его распределения внутри гена
Е. Г. Фомина, Е. Е. Григорьева, В. В. Зверко, А. С. Владыко
Государственное учреждение «Республиканский научно-практический центр эпидемиологии и микробиологии», Республика Беларусь, Минск
E-mail: feg1@tut.by
Экспрессионная способность каждого гена уникальна у гетерологичного хозяина. Различия между синонимичными последовательностями играют важную роль в регуляции экспрессии протеина в организмах от Escherichia coli до человека, и многие детали этого процесса остаются неясными. Цель исследования: изучить состав кодонов, его распределение по последовательности и влияние редких кодонов на экспрессию вирусных нуклеокапсидных протеинов и их фрагментов в гетерологичной системе E. coli. Для экспрессии протеинов использовали плазмидный вектор pJC 40 и штамм BL 21 (DE 3) E. coli. Анализ состава кодонов выполнен с использованием on-line ресурса (www.biologicscorp.com). Получены 10 рекомбинантных полипептидов, кодирующих полную нуклеотидную последовательность нуклеокапсидных белк протеинов (вирусы Западного Нила и гепатита С) и их фрагменты, включающие антигенные детерминанты (вирус Ласса, Марбург, Эбола, Крымской-Конго геморрагической лихорадки (ККГЛ), Пуумала, Хантаан, Добрава-Белград и лимфоцитарного хориоменингита (ЛХМ)). Гибридные плазмидные ДНК обеспечивают эффективное продукцирование этих протеинов в прокариотической системе с выходом рекомбинатного протеина, варьирующим в 8 раз: от 5 до 40 мг на 1 литр бактериальной культуры. Не выявлена корреляция уровня экспрессии протеинов с частотой встречаемости редких кодонов в клонированной последовательности: максимальная частота встречаемости редких кодонов на клонированную последовательность наблюдалась для вируса Западного Нила (14,6 %), минимальная – для вируса ККГЛ (6,6 %), в то время как уровень экспрессии для этих белков составлял 30 и 5 мг/л культуры соответственно. Значения индекса адаптации кодонов (CAI), рассчитанные на основе кодонового состава у E. coli, для клонированных вирусных последовательностей находятся в диапазоне от 0,50 до 0,58, что соответствует среднеэкспрессируемым протеинам. Проведенный анализ профилей распределения СAI в клонированных последовательностях указывает на отсутствие кластеров редких кодонов, способных создавать затруднения при трансляции. Статистически значимое отличие между частотами распределения аминокислот в клонированных последовательностях и их содержанием в E. coli наблюдалось для нуклеокапсидных протеинов вирусов Марбург, Эбола, Западного Нила и гепатита С.
Ключевые слова: рекомбинантные нуклеокапсидные протеины, экспрессия, редкие кодоны, индекс адаптации кодонов.
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|
