Експресія нуклеокапсидних вірусних протеїнів в бактериальній системі Escherichia coli: вплив кодонового складу та рівномірності його розподілу всередині гена Є. Г. Фоміна, О. Є. Григор`єва, В. В. Зверко, А. С. Владико

Деталі: Перегляди: 339

ISSN 2410-7751 (Друкована версія)
ISSN 2410-776X (Електронна версія)

Ж-л "Biotechnologia Acta" Т. 13, № 6, 2020
С. 30–40, бібліогр. 20, англ.
УДК: 577.21
https://doi.org/10.15407/biotech13.06.030

ЕКСПРЕСІЯ НУКЛЕОКАПСИДНИХ ВІРУСНИХ ПРОТЕЇНІВ У БАКТЕРІАЛЬНІЙ СИСТЕМІ Escherichia coli: ВПЛИВ КОДОНОВОГО СКЛАДУ ТА РІВНОМІРНОСТІ ЙОГО РОЗПОДІЛУ ВСЕРЕДИНІ ГЕНА

Є. Г. Фоміна О. Є. , Григор'єва, В. В. Зверко, А. С. Владико

Державна установа «Республіканський науково-практичний центр епідеміології та мікробіології», Республіка Білорусь, Мінськ

Експресійна здатність кожного гена є унікальною у гетерологічного хазяїна. Відмінності між синонімічними послідовностями відіграють важливу роль у регуляції експресії протеїну в організмах від Escherichia coli до людини, і багато деталей цього процесу ще не з'ясовано. Метою дослідження було вивчити склад кодонів, його розподіл у послідовності та вплив рідкісних кодонів на експресію вірусних нуклеокапсидних протеїнів і їхніх фрагментів у гетерологичній системі E. coli. Для експресії протеїнів використовували плазмідний вектор pJC 40 і штам BL 21 (DE 3) E. coli. Аналіз складу кодонів виконано з використанням on-line ресурсу (www.biologicscorp.com). Отримано 10 рекомбінантних поліпептидів, що кодують повну нуклеотидну послідовність нуклеокапсидних протеїнів (віруси Західного Нілу і гепатиту С) та їхні фрагменти, що містять антигенні детермінанти (вірус Ласса, Марбург, Ебола, Кримської-Конго геморагічної лихоманки (ККГЛ), Пуумала, Хантаан, Добрава-Белград і лімфоцитарного хоріоменінгіту (ЛХМ)). Гібридні плазмідні ДНК забезпечують ефективне продукування цих протеїнів у прокаріотичній системі з виходом рекомбінатного протеїну, що варіює у 8 разів: від 5 до 40 мг на 1 літр бактеріальної культури. Не виявлена кореляції рівня експресії протеїну з частотою народження рідкісних кодонів у клонованій послідовності: максимальна частота народження рідкісних кодонів у клонованій послідовності спостерігалася для вірусу Західного Нілу (14,6%), мінімальна для вірусу ККГЛ (6,6%), тимчасом як рівень експресії для цих протеїнів становив 30 і 5 мг/л культури відповідно. Значення індексу адаптації кодонів (CAI), розраховані на основі кодонового складу у E. coli, для клонованих вірусних послідовностей знаходяться в діапазоні від 0,50 до 0,58, що відповідає середньоекспресованим протеїнам. Проведений аналіз профілів розподілу СAI у клонованих послідовностях свідчить про відсутність кластерів рідкісних кодонів, здатних створювати труднощі за трансляції. Статистично значущу відмінність між частотами розподілу амінокислот у клонованих послідовностях та їхнім змістом в E. coli спостерігали для нуклеокапсидних протеїнів вірусів Марбург, Ебола, Західного Нілу і гепатиту С.

Ключові слова: рекомбінантні нуклеокапсидні протеїни, експресія, рідкісні кодони, індекс адаптації кодонів.