Конструирование и экспрессия химерного гена реналазы человека, кодирующего N-концевую сигнальную последовательность секреторного белка пролактина

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

pdf
Опубликован: Jun 30, 2022
DOI: https://doi.org/10.18097/BMCRM00175
Ключевые слова:
ПЦР; клонирование; экспрессия; реналаза; пролактин; сигнальная последовательность

##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
А.В. Веселовский
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) - белок, который выполняет различные защитные функции как внутри, так и снаружи клеток. Внутриклеточная RNLS проявляет свойства FAD-зависимой оксидоредуктазы (КФ 1.6.3.5). Внеклеточная RNLS, лишенная N-концевого пептида, не взаимодействует с FAD, проявляет различные защитные эффекты на клетку посредством взаимодействия на рецепторные белки. Механизмы и факторы, ответственные за транспорт RNLS из клетки, до конца не изучены. Хорошо известно, что сигнальная последовательность играет ключевую роль в классическом механизме транспорта внутриклеточных белков. Одним из подходов для изучения секреции RNLS из клетки может быть создание химерных форм белка с модифицированной N-концевой сигнальной аминокислотной последовательности. Биоинформатический анализ показал, что сигнальная последовательность гена пролактина (PRL), соединенная с матричной последовательностью гена RNLS, давала классический сигнал, свойственный секреторным белкам. Исходя из этого, в данной работе: (i) описан метод конструирования гена RNLS человека, в котором N-концевая последовательность, кодируемая геном RNLS, была заменена на N-концевую последовательность, кодируемую геном PRL; (ii) проведена экспрессия этой химерной генетической конструкции.

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

Как цитировать
Федченко V., Калошин A., Веселовский A., & Медведев A. . (2022). Конструирование и экспрессия химерного гена реналазы человека, кодирующего N-концевую сигнальную последовательность секреторного белка пролактина. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 5(2), e00175. https://doi.org/10.18097/BMCRM00175
Выпуск
Том 5 № 2 (2022)
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(5), 1275–1280. DOI
  2. 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
  3. Baroni, S., Milani, M., Pandini, V., Pavesi, G., Horner, D., Aliverti, A. (2013) Isrenalase a novel player in catecholaminergic signaling? The mystery of the catalytic activity of an intriguing new flavoenzyme. Curr. Pharm. Des., 19, 2540-2551. DOI
  4. Desir, G.V., Peixoto, A.J. (2014) Renalase in hypertension and kidney disease. Nephrol. Dial. Transplant., 29(1), 22-28. DOI
  5. Moran, G.R. (2016) The catalytic function of renalase: A decade of phantoms. BiochimBiophysActa, 1864(1), 177-186. DOI
  6. Moran, G.R., Hoag, M.R. (2017) The enzyme: Renalase. Arch. BiochemBiophys, 632, 66-76. DOI
  7. 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
  8. 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 crucialfor accommodation of its FAD cofactor. International Journal of Biological Macromolecules, 78, 347–353. DOI
  9. 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
  10. Kolodecik, T.R., Reed, A.M., Date, K., Shugrue, C.A., Patel, V., Chung, S.L.,
  11. Desir, G.V., Gorelick, F.S. (2017) The serum protein renalase reduces injury in experimentalpancreatitis. J. Biol. Chem., 292(51), 21047–21059. DOI
  12. 11. Wang, L., Velazquez, H., Chang, J., Safirstein, R., Desir, G.V. (2015) Identification of a receptor for extracellular renalase. PLoS One, 10, e0122932. DOI
  13. Fedchenko, V., Kopylov, A., Kozlova, N., Buneeva, O., Kaloshin, A., Zgoda, V., Medvedev, A. (2016) Renalase Secreted by Human Kidney НЕК293Т Cells Lacks its N-Terminal Peptide: Implications for Putative Mechanisms of Renalase Action. Kidney Blood Press Res., 41, 593-603. DOI
  14. 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
  15. Fedchenko, V.I., Kaloshin, A.A. (2019) A simplified method for obtaining cDNA of low-copy and silent eukaryotic genes using human renalase as anexample. Biomedical Chemistry: Research and Methods. 2(2), e00101. DOI
  16. Fedchenko, V.I.,. Kaloshin, A.A., Mezhevikina, L.M., Buneeva, O., Medvedev A.E. (2013) Construction of the Coding Sequence of the Transcription Variant 2 of the Human RenalaseGene and Its Expression in the Prokaryotic System, Int. J. Mol. Sci. 14, (6), 12764-7779. DOI
  17. Käll, L., Krogh, A., Sonnhammer, E.L.L. (2007) Advantages of combined transmembrane topology and signal peptide prediction--the Phobius web server, Nucleic Acids Res., 35, W429-32. DOI
  18. Juan, J., Armenteros, A., Salvatore, M., Winther, O. (2019) Ol of Emanuelsson, Gunnar von Heijne, Arne Elofsson, and Henrik Nielsen. Detecting Sequence Signals in Targeting Peptides Using Deep Learning. Life Science Alliance, 2 (5), e201900429. DOI
  19. Juan, J., o Armenteros, A., Konstantinos, D., Tsirigos, C.K.S., Petersen, T.N., Winther, O., Brunak, S., Heijne, G., Nielsen, H. (2019) Signal P 5.0 improves signal peptide predictions using deep neural networks, Nature Biotechnology, 37, 420-423, DOI
  20. Bendtsen, J., Kiemer, D. L., Fausbøll, A,. Brunak, S. (2005) Non-classical protein secretion in bacteria.BMC Microbiology, 5, 58. DOI
  21. Bhasin, M., Raghava, G.P. (2004) ESLpred: SVM-based method for subcellular localization of eukaryotic proteins using dipeptide composition and PSI-BLAST. Nucleic Acids Res. 32(suppl_2), W414-419. DOI
  22. Shen, H.-B., Chou, K.-C. (2009) A top-down approach to enhance the power of predicting human protein subcellular localization: Hum-mPLoc 2.0, Analytical Biochemistry, 394, 269-274. DOI
  23. Pierleoni, A., Martelli, P.L., Fariselli, P., Casadio, R. (2006) BaCelLo: a balanced subcellular localization predictor. Bioinformatics, 15:22(14):e408-16. DOI
  24. Drozdetskiy, A., Cole, C., Procter, J., Barton, G.J. (2006) JPred4: a protein secondary structure prediction server. Nucleic Acids Res., 43(W1), W389–W394. DOI
  25. Buchan, D.W.A., Jones, D.T. (2019) The PSIPRED Protein Analysis Workbench: 20 years on. Nucleic Acids Res., 47(W1), W402-W407. DOI
  26. Garnier, J., Gibrat, J-F., Robson, B. (1996) GOR secondary structure prediction method version IV. Methods in Enzymology R.F. Doolittle Ed., 266, 540-553.
  27. Geourjon, C., Deleage, G. (1995) SOPMA: significant improvements in protein secondary structure prediction by consensus prediction from multiple alignments. Comput. Appl. Biosci., 11(6), 681-684. DOI
  28. Lee, P.Y., Costumbrado, J., Hsu, C.Y., Kim, Y. H. (2012) Agarose Gel Electrophoresis for the Separation of DNA Fragments. J. Vis. Exp., 62, e3923, DOI
  29. Laemmli, U.K. (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature; 227, 680-685. DOI
  30. 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.), Elsevier, North-Holland, Amsterdam, p. 17
  31. Fedchenko, V.I., Kaloshin, A.A., Kaloshina, S.A., Medvedev, A.E. (2021) Expression and isolation of N-terminal trancated human recombinant renalase in prokariotic cells. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 4(3), e00158. DOI
  32. Freeman, M. E., Kanyicska, B., Lerant, A., and Nagy, G. (2000) Prolactin: structure, function, and regulation of secretion. Physiol. Rev., 80, 1523–1631. DOI
  33. Fedchenko, V.I., Kaloshin, A.A. (2019) A simplified method for obtaining cDNA of low-copy and silent eukaryotic genes using human renalase as an example. Biomedical Chemistry: Research and Methods, 2(2), e00101. DOI