在无细胞系统中合成生物活性Shiga毒素
Franziska Ramm1, Danny Kaser2,3, Irina König4
1Fraunhofer Institute for Cell Therapy and Immunology, Branch Bioanalytics and Bioprocesses (IZI-BB), Am Mühlenberg 13, 14476, Potsdam, Germany. Franziska.ramm@izi-bb.fraunhofer.de.
Scientific reports
|March 13, 2024
概括
无细胞蛋白合成 (CFPS) 成功产生了活跃的Shiga毒素 (Stx) 和Stx2a变体. 这些毒素保留了它们的核糖体失活蛋白 (RIP) 功能,证明了CFPS对毒素分析的实用性.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 毒理学 毒理学 毒理学
背景情况:
- 石家庄毒素 (Stx) 是由致病性细菌产生的AB5毒素,引起人类重大疾病.
- Stx 具有具有核糖体失活蛋白 (RIP) 活性的催化性 A 亚单元和用于细胞结合的 B-pentamer.
- 准确分析Stx对于理解和对抗其病原性影响至关重要.
研究的目的:
- 通过使用独特的无细胞蛋白质合成 (CFPS) 系统,合成功能性Shiga毒素 (Stx) 子单元和全毒素.
- 为了评估无细胞合成的Stx和Stx2a变体的功能活性.
- 将CFPS衍生的Stx与基于细胞的表达系统的疗效进行比较.
主要方法:
- 合成Stx和Stx2a子单元和全毒素,使用基于大肠杆菌和CHO的无细胞蛋白合成 (CFPS) 系统.
- 通过体外蛋白质抑制试验评估A亚单元核糖体失活蛋白 (RIP) 活性.
- 使用O-propargyl-puromycin试验对培养的HeLa细胞评估全毒素的功能活性.
主要成果:
- 来自大肠杆菌的无细胞合成的StxA在0.02nM时表现出显著的RIP活性,而CHO衍生的StxA在0.2nM时表现出活性.
- 与基于细胞的表达的StxA2a相比,无细胞合成的StxA2a表现出更高的活性,需要20-200nM.
- 来自大肠杆菌和CHO CFPS系统的全毒素减少了分别在10nM和5nM的蛋白质翻译.
结论:
- 无细胞蛋白合成 (CFPS) 是一种可行的方法,用于生产功能活跃的Shiga毒素 (Stx) 及其变体.
- CFPS系统有效地保护了STX子单元和全毒素的核糖体失活蛋白 (RIP) 活性.
- CFPS提供了一个有价值的平台,用于评估各种Stx变体和其他RIP的活动.
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