Zárványtestek (baktériumok)

A zárványtestek oldhatatlan fehérje- aggregátumok, amelyek a rekombináns fehérjék baktériumokban történő túlzott expressziója során keletkeznek .

Általános információk

Az elektronmikroszkóp alatt lévő sejtekben a zárványtestek leggyakrabban nagy, sötét halmazoknak tűnnek [1] [2] . A sejtekből izolált zárványtestek 0,2 µm és 1,2 µm közötti átmérőjű amorf gömb- vagy rúd alakú képződmények [3] [4] [5] .

Összetétel

A zárványtestek alapja a baktériumokban túlzottan expresszált fehérje. Egyes tanulmányok szerint a zárványtestekben megnövekedett a β-szerkezetek aránya, így sok zárványtest amiloid [6] . A zárványtestek a fő fehérjén kívül leggyakrabban tartalmazzák a chaperonokat , a DnaK-t és a GroEL-t, valamint két speciális fehérjét, az IbpA-t (Inkluziós test fehérje A) és IbpB-t (Inkluziós test fehérje B), amelyek főleg zárványtestekben találhatók [7] [ 7] 8] . A DnaK chaperon a felszínen található, ahol a ClpB-vel együtt részt vesz a fehérje aggregátum lebontásában és a fehérje újratekeredésben, míg a GroEL a zárványtestek belsejében [9] . Ezenkívül a zárványtestek további fehérjéket is tartalmazhatnak, attól függően, hogy melyik fehérjét fejezzük ki. Így a humán fő fibroblaszt növekedési faktor hFGF-2 zárványtestei emellett tartalmazták a DnaK chaperont, valamint az EF-Tu transzlációs faktort, valamint a dihidrolipoamid-dehidrogenáz LpdA, triptofanáz TnaA és tagalóz-1,6-biszfoszfát-aldoláz GatY metabolikus enzimeket . [10] .

Összevonás. Deagregáció. A kísérők szerepe

Kimutatták, hogy a fehérjék zárványtestekké történő aggregációja reverzibilis folyamat. Ha a fehérjeszintézis leáll, akkor a zárványtestek fokozatosan eltűnnek, és a citoplazmában egy teljesen feltekeredő fehérje jelenik meg [11] . Ez a folyamat a DnaK és ClpB chaperonok részvételével és az ATP hidrolízis energiájának aktív felhasználásával megy végbe [12] [13] . Az IbpA és IbpB fehérjék, valamint a Lon és ClpP proteázok szintén részt vehetnek a zárványtestek szétesésének folyamatában [14] .

Használat

A zárványtestek viszonylag tiszta expresszált fehérjét tartalmaznak, és viszonylag könnyen izolálhatók. Az egyetlen probléma a fehérje későbbi újratekerése (refolding). Ezért léteznek még speciális expressziós rendszerek is, amelyek szándékosan a fehérjét zárványtestekbe irányítják. Különösen az expresszált fehérje összekapcsolása olyan fehérjékkel, mint a TrpLE, PurF, PagP, ketoszteroid izomeráz vezet a kívánt tisztaságú zárványtestek kialakulásához [15] . Refolding módszerként léteznek: a fehérjeoldat hígítása, dialízis , kromatográfiás újratekercselés és nagy hidrosztatikus nyomás alkalmazása [16] .

Jegyzetek

  1. ↑ JM Betton, M. Hofnung. Az Escherichia coli mutáns maltóz-kötő fehérjéjének hajtogatása, amely zárványtesteket képez  (angol)  // The Journal of Biological Chemistry : folyóirat. — 1996-04-05. — Vol. 271. sz . 14 . — P. 8046-8052 . — ISSN 0021-9258 . Archiválva az eredetiből 2016. február 5-én.
  2. ↑ Chenguang Zhu, Ziniu Yu. A Bacillus thuringiensis CTC felszíni rétegbeli fehérje egyedülálló intracelluláris parasporális zárványtestet alkot  //  Journal of Basic Microbiology. — 2008-08-01. — Vol. 48 , sz. 4 . — P. 302-307 . — ISSN 0233-111X . - doi : 10.1002/jobm.200800013 . Az eredetiből archiválva: 2015. december 15.
  3. ↑ MM Carrió, R. Cubarsi, A. Villaverde. Bakteriális zárványtestek finom architektúrája  (angol)  // FEBS levelek. - 2000-04-07. — Vol. 471 , sz. 1 . - 7-11 . o . — ISSN 0014-5793 . Az eredetiből archiválva: 2015. december 15.
  4. ↑ Hui Kang, Ai-You Sun, Ya-Ling Shen, Dong-Zhi Wei. A rekombináns Escherichia coli különböző fajlagos növekedési sebességéből származó TRAIL/Apo2L zárványtestek újrahajtogatása és szerkezeti jellemzői  //  Biotechnology Progress. - 2007-02-01. — Vol. 23 , sz. 1 . - P. 286-292 . — ISSN 1520-6033 . - doi : 10.1021/bp060238c . Archiválva az eredetiből 2016. május 21-én.
  5. ↑ G. A. Bowden, A. M. Paredes, G. Georgiou. A fehérjezárványtestek szerkezete és morfológiája Escherichia coliban  (angol)  // Bio/Technology (Nature Publishing Company). — 1991-08-01. — Vol. 9 , sz. 8 . - P. 725-730 . — ISSN 0733-222X . Archiválva az eredetiből 2016. augusztus 2-án.
  6. ↑ Lei Wang. A bakteriális zárványtestek szerkezetének feltárása felé  (angol)  // Prion. — 2009-09-01. — Vol. 3 , sz. 3 . — P. 139-145 . — ISSN 1933-690X . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.
  7. ↑ Britta Jürgen, Antje Breitenstein, Vlada Urlacher, Knut Büttner, Hongying Lin. Az Escherichia coli zárványtesteinek minőségellenőrzése  (angol)  // Microbial Cell Factories. — 2010-01-01. — Vol. 9 . - 41. o . — ISSN 1475-2859 . - doi : 10.1186/1475-2859-9-41 . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.
  8. ↑ S. P. Allen, J. O. Polazzi, J. K. Gierse, A. M. Easton. Két új hősokk-gén, amelyek fehérjéket kódolnak, amelyek az Escherichia coli heterológ fehérje expressziójára válaszul képződnek  //  Journal of Bacteriology. - 1992-11-01. — Vol. 174. sz . 21 . — P. 6938-6947 . — ISSN 0021-9193 . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.
  9. ↑ M. Mar Carrio, Antonio Villaverde. A chaperonok DnaK és GroEL lokalizációja bakteriális zárványtestekben  (angol)  // Journal of Bacteriology. - 2005-05-01. — Vol. 187. sz . 10 . - P. 3599-3601 . — ISSN 0021-9193 . - doi : 10.1128/JB.187.10.3599-3601.2005 . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.
  10. ↑ Ursula Rinas, Frank Hoffmann, Eriola Betiku, David Estapé, Sabine Marten. A zárványtest anatómiája és a chaperon által közvetített in vivo zárványtest szétszerelés működése a magas szintű rekombináns fehérjetermelés során Escherichia coliban  //  Journal of Biotechnology. - 2007-01-01. — Vol. 127. sz . 2 . — P. 244-257 . — ISSN 0168-1656 . - doi : 10.1016/j.jbiotec.2006.07.004 . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.
  11. ↑ MM Carrió, A. Villaverde. A fehérje-aggregáció bakteriális zárványtestekként reverzibilis  //  FEBS betűk. - 2001-01-26. — Vol. 489 , sz. 1 . — P. 29-33 . — ISSN 0014-5793 . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.
  12. ↑ Assaf Rokney, Merav Shagan, Martin Kessel, Yoav Smith, Ilan Rosenshine. Az E. coli az aggregált fehérjéket a pólusokra szállítja egy specifikus és energiafüggő folyamattal  //  Journal of Molecular Biology. — 2009-09-25. — Vol. 392. sz . 3 . - P. 589-601 . — ISSN 1089-8638 . - doi : 10.1016/j.jmb.2009.07.009 . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.
  13. ↑ P. Goloubinoff, A. Mogk, A. P. Zvi, T. Tomoyasu, B. Bukau. A stabil fehérje-aggregátumok szolubilizálásának és újrahajtogatásának szekvenciális mechanizmusa bichaperon hálózattal  //  Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1999-11-23. — Vol. 96 , sz. 24 . — P. 13732-13737 . — ISSN 0027-8424 . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.
  14. ↑ Andrea Vera, Anna Arís, Mar Carrió, Nuria González-Montalbán, Antonio Villaverde. A Lon és a ClpP proteázok részt vesznek a bakteriális zárványtestek fiziológiai szétesésében  (angol)  // Journal of Biotechnology. — 2005-09-23. — Vol. 119. sz . 2 . — P. 163-171 . — ISSN 0168-1656 . - doi : 10.1016/j.jbiotec.2005.04.006 . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.
  15. ↑ Peter M. Hwang, Jonathan S. Pan, Brian D. Sykes. Fúziós fehérjék célzott expressziója, tisztítása és hasítása zárványtestekből Escherichia coliban  (angol)  // FEBS betűk. — 2014-01-21. — Vol. 588 , sz. 2 . - P. 247-252 . — ISSN 1873-3468 . - doi : 10.1016/j.febslet.2013.09.028 . Archiválva az eredetiből 2017. június 19-én.
  16. ↑ Anindya Basu, Xiang Li, Susanna Su Jan Leong. A zárványtestekből származó fehérjék újrahajtása: racionális tervezés és receptek  //  Alkalmazott mikrobiológia és biotechnológia. — 2011-10-01. — Vol. 92 , sz. 2 . — P. 241-251 . — ISSN 1432-0614 . - doi : 10.1007/s00253-011-3513-y . Archiválva az eredetiből 2018. január 25-én.