Разработка метода экстракции тотального протеома спор Bacillus anthracis

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf html html (English)
Опубликован: Dec 23, 2021
DOI: https://doi.org/10.18097/BMCRM00154
Ключевые слова:
2D-гель-электрофорез; дезинтеграция; лизирующие растворы; экстракция протеомного комплекса; протеом спор; Bacillus anthracis

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Е.А. Котенева
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт, 355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15; Северо-Кавказский федеральный университет, 355009, Ставрополь, ул. Пушкина, 1
О.И. Цыганкова
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт, 355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15
А.В. Калинин
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт, 355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15
В.Ю. Щербакова
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт, 355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15
И.С. Родионов
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт, 355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15
В.В. Сердюков
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт, 355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15
А.В. Абрамович
Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт, 355035, Ставрополь, ул. Советская, 13-15

Аннотация

Разработан метод получения тотального протеома спор Bacillus anthracis, сочетающий эффективную экстракцию белков с надежным обеззараживанием образцов. В работе использовали 7 штаммов B. anthracis: 4 бесплазмидных, 3 диплазмидных, один из которых сс атипичным капсулообразованием в атмосфере воздуха. Апробированы схемы выделения тотального протеома спор с применением различных лизирующих растворов в присутствии ингибиторов бактериальных протеаз с включением этапов обработки спор трихлоруксусной кислотой и механической дезинтеграции и при их исключении. Оценку качества и полноты экстракции тотального протеома образцов спор оценивали методом одномерного и 2D-электрофореза. Обработка спор трихлоруксусной кислотой повышает надежность обеззараживания материала и уменьшает потери конечного продукта. Механическая дезинтеграция после обработки спор лизирующими растворами увеличивает полноту экстракции белков спор в широком диапазоне молекулярных масс и облегчает процесс стерилизующей фильтрации. Заключительная фильтрация лизата через PVDF-фильтр с размером пор 0.22 мкм обеспечивает дополнительное обеззараживание проб без снижения их качества. Таким образом, использование предложенной схемы пробоподготовки позволяет получать полноценные белковые экстракты спор штаммов B. anthracis, пригодные для сравнительного анализа протеома и поиска возможной взаимосвязи с особенностями фенотипических свойств, а также механизмов, обеспечивающих сохранение возбудителясибирской язвы в объектах окружающей среды, включая почву.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Котенева E., Цыганкова O., Калинин A., Щербакова V., Родионов I., Сердюков V., & Абрамович A. (2021). Разработка метода экстракции тотального протеома спор Bacillus anthracis. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 4(4), e00154. https://doi.org/10.18097/BMCRM00154
Выпуск
Том 4 № 4 (2021)
Раздел
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Библиографические ссылки

  1. Schuch, R., & Fischetti, V.A. (2009) The secret life of the anthrax agent Bacillus anthracis: bacteriophage-mediated ecological adaptations. PloS one, 4(8), e6532. DOI
  2. Stewart, G.C. (2015) The Exosporium Layer of Bacterial Spores: a Connection to the Environment and the Infected Host. Microbiology and molecular biology reviews : MMBR, 79(4), 437–457. DOI
  3. Chenau, J., Fenaille, F., Caro, V., Haustant, M., Diancourt, L., Klee, S.R., Junot, C., Ezan, E., Goossens, P.L., Becher, F. (2014) Identification and validation of specific markers of Bacillus anthracis spores by proteomics and genomics approaches. Molecular & cellular proteomics : MCP, 13(3), 716–732. DOI
  4. Chen, Y., Barat, B., Ray, W.K., Helm, R.F., Melville, S.B., & Popham, D.L. (2019) Membrane Proteomes and Ion Transporters in Bacillus anthracis and Bacillus subtilis Dormant and Germinating Spores. Journal of bacteriology, 201(6), e00662-18. DOI
  5. Driks A. (2009) The Bacillus anthracis spore. Molecular aspects of medicine, 30(6), 368–373. DOI
  6. Koteneva, E.A. ,Tsygankova, O.I., Kalinin, A.V., Rodionov, I.S., Abramovich A.V., Shcherbakova, V.Yu. (2019) Features of obtaining the protein complex of vegetative cultures Bacillus anthracis for proteomic mapping of strains. Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology, 4: 311–338. DOI
  7. Lasch, P., Nattermann, H., Erhard, M., Stämmler, M., Grunow, R., Bannert, N., Appel, B., Naumann, D. (2008) MALDI-TOF mass spectrometry compatible inactivation method for highly pathogenic microbial cells and spores. Analytical chemistry, 80(6), 2026–2034. DOI
  8. Lai, E. M., Phadke, N.D., Kachman, M.T., Giorno, R., Vazquez, S., Vazquez, J.A., Maddock, J.R., Driks, A. (2003) Proteomic analysis of the spore coats of Bacillus subtilis and Bacillus anthracis. Journal of bacteriology, 185(4), 1443–1454. DOI
  9. Bauer, T., Little, S., Stöver, A.G., & Driks, A. (1999) Functional regions of the Bacillus subtilis spore coat morphogenetic protein CotE. Journal of bacteriology, 181(22), 7043–7051. DOI
  10. Steichen, C., Chen, P., Kearney, J.F., Turnbough, C.L., Jr (2003) Identification of the immunodominant protein and other proteins of the Bacillus anthracis exosporium. Journal of bacteriology, 185(6), 1903–1910. DOI
  11. Redmond, C., Baillie, L., Hibbs, S., Moir, A., Moir, A. (2004) Identification of proteins in the exosporium of Bacillus anthracis. Microbiology (Reading, England), 150(Pt 2), 355–363. DOI
  12. Deatherage Kaiser, B. L., Wunschel, D. S., Sydor, M. A., Warner, M. G., Wahl, K. L., & Hutchison, J. R. (2015). Improved proteomic analysis following trichloroacetic acid extraction of Bacillus anthracis spore proteins. Journal of microbiological methods, 118, 18–24. DOI
  13. Sydor, M.A., Warner, M.G., Wahl, K.L., Hutchison, J.R. (2015) Improved proteomic analysis following trichloroacetic acid extraction of Bacillus anthracis spore proteins. Journal of microbiological methods, 118, 18–24. DOI
  14. Shibata, H., Murakami, H., Tani, I. (1980). Delayed germination of Bacillus cereus T spores after treatment with trichloroacetic acid and their reactivation by heating. Microbiology and immunology, 24(4), 291–298. DOI
  15. Report on the Potential Exposure to Anthrax Centers for Disease Control and Prevention (2014) https://www.cdc.gov/labs/pdf/Final_Anthrax_Report.pdf