Особенности экспрессии и выделения укороченной рекомбинантной реналазы в прокариотических клетках

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

pdf html html (English)
Опубликован: Sep 30, 2021
DOI: https://doi.org/10.18097/BMCRM00158
Ключевые слова:
выделение; растворение белков; тельца включения; экспрессия белка; реналаза

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

В.И. Федченко
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10
А.А. Калошин
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10
С.А. Калошина
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10
А.Е. Медведев
Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича, 119121, Москва, ул. Погодинская, 10

Аннотация

Реналаза (RNLS) – флавопротеин, N-концевой пептид которого (1-17 аминокислотных остатка (а.о.)) выполняет несколько важных функций. В клетках он участвует в формировании так газываемой укладки Россмана (2-35 а.о.), необходимой для «размещения» кофактора FAD и выполнения каталитических функций RNLS в качестве FAD-зависимой оксидоредуктазы (КФ 1.6.3.5). При секреции RNLS во внеклеточное пространство этот пептид отщепляется, а образующаяся укороченная внеклеточная RNLS не может связывать FAD и поэтому выполняет различные некаталитические функции. В данной работе мы осуществили экспрессию генетической конструкции, кодирующей лишенную N-концевого сигнального пептида RNLS (tRNLS), в клетках E. coli Rosetta (DE3). Как и в случае полноразмерной RNLS, рекомбинантная tRNLS накапливается в тельцах включения в нерастворимой форме, которая может быть переведена в растворимую форму в присутствии высокой концентрации мочевины или гуанидинхлорида. При этом, в отличие от полноразмерной RNLS, которая солюбилизировалась в присутствии 8 М мочевины, более эффективная солюбилизация tRNLS была достигнута в присутствии 6 М гуанидинхлорида.

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

Как цитировать
Федченко V., Калошин A., Калошина S., & Медведев A. (2021). Особенности экспрессии и выделения укороченной рекомбинантной реналазы в прокариотических клетках. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 4(3), e00158. https://doi.org/10.18097/BMCRM00158
Выпуск
Том 4 № 3 (2021)
Раздел
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Библиографические ссылки

  1. Xu J., Li G., Wang P., Velazquez H., Yao X., Li Y, Wu Y., Peixoto A., Crowley S., Desir G.V. (2005) Renalase is a novel, soluble monoamine oxidase that regulates cardiac function and blood pressure. J. Clin. Invest.,115, 1275–1280. DOI
  2. Milani M., Ciriello F., Baroni S., Pandini V., Canevari G.,Bolognesi M., Aliverti A. (2011) FAD-binding site and NADP reactivity in human renalase: a new enzyme involved in blood pressure regulation. J. Mol. Biol., 411(2), 463-473. DOI
  3. Fedchenko V.I., Buneeva O.A., Kopylov A.T., Veselovsky A.V., Zgoda V.G., Medvedev A.E. (2015) Human urinary renalase lacks the N-terminal signal peptide crucial for accommodation of its FAD cofactor. International Journal of Biological Macromolecules, 78, 347–353. DOI
  4. Moran G.R., Hoag M.R. (2017) The enzyme: Renalase. Arch. Biochem. Biophys.,632, 66-76. DOI
  5. Fedchenko V., Kopylov A., Kozlova N., Buneeva O., Kaloshin A., ZgodaV., Medvedev A. (2016) Renalase secreted by human kidney HEK293T cells lacks its N-terminal peptide: implications for putative mechanisms of renalase action. Kidney Blood Press. Res., 41, 593-603. DOI
  6. Medvedev A.E., Veselovsky A.V., Fedchenko V.I. (2010) Renalase, a new secretory enzyme responsible for selective degradation of catecholamines: achievements and unsolved problems. Biochemistry (Moscow), 75(8), 951-958. DOI
  7. Severina I.S., Fedchenko V.I., Veselovsky A.V., Medvedev A.E.(2015) The history of renalase from amine oxidase to a α-NAD(P)H-oxidase/anomerase. Biomed Khim. 2015,61(6), 667-679. DOI
  8. Wang Y., Safirstein R., Velazquez H., Guo X.J., Hollander L., Chang J., Chen T.M., Mu J.J., Desir G.V. (2017) Extracellular renalase protects cells and organs by outside-in signalling. J. Cell Mol. Med., 21(7), 1260-1265. DOI
  9. Pointer T.C., Gorelick F.S., Desir G.V.(2021) Renalase: a multi-functional signaling molecule with roles in gastrointestinal disease. Cells, 10(8), 2006. DOI
  10. Wang, R.P. peptide Wang L., Velazquez H., Chang J., Safirstein R., Desir G.V. (2015) Identification of a receptor for extracellular renalase. PLoS One, 10, e0122932. DOI
  11. Fedchenko V.I., Kaloshin A.A., Kozlova N.I., Kopylov, A.T., Medvedev A.E.(2020) Construction of a chimeric human gene encoding renalase with a modified N-terminus. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 3(3), e00137. DOI
  12. Fedchenko V. I., Kaloshin A.A., Mezhevikina L.M., Buneeva O.A., Medvedev A.E. (2013) Construction of the coding sequence of the transcription variant 2 of the human renalase gene and its expression in the prokaryotic system. Int. J. Mol. Sci. 14, 12764-12779. DOI
  13. Laemmli, U.K. (1970) Cleavage of structural proteins during the assemblyof the head of bacteriophage T4. Nature; 227, 680-685. DOI
  14. Kushner, S. R. (1978). An improved method for transformation of Escherichia coli with ColE1-derived plasmids. In: Genetic engineering (Boyer H.B. and Nicosia S., eds.), p. 17, Elsevier/North-Holland, Amsterdam.
  15. Cohen, S.N., Chang, A.C.Y., Hsu, L. (1972). Nonchromosomal antibiotic resistance in bacteria: genetic transformation of Esherichia coli by R-factor DNA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110-2114.
  16. Fedchenko V.I., Kaloshin A.A. (2019) A simplified method for obtainingcDNA of low-copy and silent eukaryotic genes using human renalase as anexample. Biomedical Chemistry: Research and Methods. 2(2), e00101. DOI
  17. Khomenko V.A., Sidorin E.V., Bakholdina S.I., Naberezhnykh G.A., Kim N.Y., Stenkova A.M., Chernysheva N.Y., Isaeva M.P., Solov'eva T.F. (2019) Inclusion Bodies of Recombinant OmpF Porin from Yersinia pseudotuberculosis: Properties and Structural Characterization. Biochemistry (Mosc), 84(6), 672-685. DOI
  18. Park A.R., Jang S.W., Kim J.S., Park Y.G., Koo B.S., Lee H.C. (2018) Efficient recovery of recombinant CRM197 expressed as inclusion bodies in E. coli. PLoS One. 3(7), e0201060. DOI
  19. Pandini V., Ciriello F., Tedeschi G., Rossoni G.; Zanetti G., Aliverti A. (2010) Synthesis of human renalase1 in Escherichia coli and its purification as a FAD-containing holoprotein. Protein Expr. Purif., 72, 244–253.
  20. Eiberle, M.K.; Jungbauer, A. (2010) Technical refolding of proteins: Do we have freedom to operate? Biotechnol. J. 5(6), 547-559. DOI
  21. Gautam S., Dubey P., Rather G.M., Gupta M.N. (2012) Non-chromatographic strategies for protein refolding. Recent Pat Biotechnol., 6(1), 57-68. DOI
  22. Machold C., Schlegl R., Buchinger W., Jungbauer A. (2005) Matrix assisted refolding of proteins by ion exchange chromatography. J. Biotechnol. 117, 83-97. DOI
  23. Clark E.D.B.(2001) Protein refolding for industrial processes. Curr. Opin. Biotechnol., 12, 207-202
  24. Marston F.A.O. (1986) The purification of eukaryotic polypeptides synthesized in Escherichia coli. Biochem. J., 240, 1-12.