طريقة قائمة على استخراج أبوبلاست لتحسين نقاء البروتين المؤتلف المنتج من النبات

Summary

عادة ما تواجه البروتينات النباتية تحديا في تنقية البروتينات المؤتلفة من الأنظمة النباتية. يوفر هذا العمل طريقة لاستخراج وتنقية البروتين المؤتلف المفرز بشكل فعال من أبوبلاست نيكوتيانا بينثاميانا.

Abstract

النباتات هي نظام تعبير حقيقي النواة تم تطويره حديثا يتم استكشافه لإنتاج بروتينات علاجية. تعد تنقية البروتينات المؤتلفة من النباتات واحدة من أهم الخطوات في عملية الإنتاج. عادة ، تم تنقية البروتينات من البروتينات الكلية القابلة للذوبان (TSP) ، ويشكل وجود بروتينات متنوعة داخل الخلايا والسيتوكرومات تحديات لخطوات تنقية البروتين اللاحقة. علاوة على ذلك ، يتم إفراز معظم البروتينات العلاجية مثل المستضدات والأجسام المضادة للحصول على الجليكوزيل المناسب ، ويؤدي وجود البروتينات المعدلة بشكل غير كامل إلى عدم اتساق هياكل المستضد أو الأجسام المضادة. يقدم هذا العمل طريقة أكثر فعالية للحصول على بروتينات مؤتلفة عالية النقاء من الفضاء اللدائن للنبات. تم تصميم البروتين الفلوري الأخضر المؤتلف (GFP) ليتم إفرازه في منطقة نيكوتيانا بينثاميانا ثم يتم استخراجه باستخدام طريقة الطرد المركزي للتسلل. ثم يتم تنقية GFP-His من apoplast المستخرج بواسطة كروماتوغرافيا تقارب النيكل. على عكس الطرق التقليدية من TSP ، ينتج التنقية من apoplast بروتينات مؤتلفة عالية النقاء. وهذا يمثل تحسنا تكنولوجيا هاما لنظم الإنتاج النباتي.

Introduction

في الوقت الحاضر ، هناك العديد من البروتينات العلاجية المؤتلفة المنتجة في النباتات قيد الدراسة ، بما في ذلك الأجسام المضادة واللقاحات والبروتينات النشطة بيولوجيا والإنزيمات والببتيدات الصغيرة^{1،2،3،4،5،6}. أصبحت النباتات منصة مستخدمة بشكل متزايد لإنتاج البروتينات العلاجية نظرا لسلامتها وتكلفتها المنخفضة وقدرتها على توسيع نطاق الإنتاج بسرعة ^7,8. يعد التعبير عن البروتين وتعديله في الأنظمة النباتية ، إلى جانب تنقية البرو....

Protocol

1. تحضير نباتات N. benthamiana

1. ضع كتل الشتلات في صينية ، أضف 1 لتر من الماء وانقعه لمدة 2 ساعة تقريبا حتى يتشبع تماما.
2. يرش بالتساوي بذور N. benthamiana من النوع البري على كتل الشتلات ، ويغطى بغطاء ، وينبت لمدة 1 أسبوع. تنمو N. benthamiana في دفيئة مع فترة ضوئية 18 ساعة ، 24 درجة مئوية ، 45 ٪ رطوبة نسبية ، وتخصيب كل أسبوعين.
3. بمجرد أن تنبت البذور ، استخدم الملقط لإزالة الشتلات برفق ، مع الحرص على عدم التسبب في تلف جذورها. احفر حفرة صغيرة في وسط صينية جديدة ، ضع الشتلات فيها ، وقم بتغطية الجذور برفق بالتربة. مع تغطية غطاء والاستمرار في النمو.
4. تنمو حتى الش....

النتائج

يستهدف GFP-His للإفراز في الفضاء الأوسلجي ل N. benthamiana
تم استنساخ GFP في بلازميد pCAMBIA1300 مع ببتيد إشارة PR1a N-terminal للإفراز وعلامة His-terminal C للتنقية ، مما يولد p35s-PR1a-GFP-HIS (الشكل 1 أ). تم التعبير عن البروتين المؤتلف بشكل عابر في N. benthamiana وتم الكشف عن نطاق 30 كيلو .......

Discussion

توسع استخدام النباتات لإنتاج البروتينات العلاجية بسرعة في السنوات الأخيرة^{1،2،3،4،5،6}. يتم استنساخ الجينات المشفرة للبروتين في ناقلات التعبير وتسليمها إلى أنسجة النبات عن طريق الار.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
100 mesh nylon fine mesh yarn	Guangzhou Huayu Trading limited company	hy-230724-2	For AWF protein extraction
50 ml centrifuge tubes	Vazyme	TCF00150	For centrifuge
ClonExpress II one step cloning kit	Vazyme	C112-02	For clone
FastDigest Sac1	NEB	R3156S	For clone
FastDigest XbaI	NEB	FD0685	For clone
ImageJ 1.5.0	/	/	For greyscale analysis
Large filter	Thermo Fisher	NEST	For filtering
Laser scanning confocal microscopy	Leica SP8		For subcellular localization
Ni sepharose excel	Cytiva	10339806	For protein purification
Precast protein plus gel	YEASEN	36246ES10	For SDS-PAGE
Small filter	Nalgene	1660045	For filtering
SuperSignal West Femto Substrate Trial Kit	Thermo Fisher	34076	For western blotting
Triton X-100	SCR	30188928	To configure the extraction buffer
Type rotaryvang vacuum pump	Zhejiang taizhouqiujing vacuum pump limited company	2XZ-2	For vacuum infiltration
Vertical mixer	Haimen Qilinbel Instrument Manufacturing limited company	BE-1200	For mixing
β-mercaptoethanol	SIGMA	BCBK8223V	To configure the extraction buffer