A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

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 الصغيرة1،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 الأخيرة1،2،3،4،5،6. يتم استنساخ الجينات المشفرة للبروتين في ناقلات التعبير وتسليمها إلى أنسجة النبات عن طريق الار.......

Disclosures

يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.

Acknowledgements

ويدعم هذا العمل رابطة تشجيع الابتكار للشباب CAS (2021084) وصندوق دعم مشروع النشر الرئيسي لخطة العمل الثلاثية لمعهد علم الأحياء الدقيقة ، الأكاديمية الصينية للعلوم.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
100 mesh nylon fine mesh yarnGuangzhou Huayu Trading limited companyhy-230724-2For AWF protein extraction
50 ml centrifuge tubesVazymeTCF00150For centrifuge
ClonExpress II one step cloning kitVazymeC112-02For clone
FastDigest Sac1NEBR3156SFor clone
FastDigest XbaINEBFD0685For clone
ImageJ 1.5.0//For greyscale analysis
Large filterThermo FisherNESTFor filtering
Laser scanning confocal microscopyLeica SP8For subcellular localization
Ni sepharose excelCytiva10339806For protein purification
Precast protein plus gelYEASEN36246ES10For SDS-PAGE
Small filterNalgene1660045For filtering
SuperSignal West Femto Substrate Trial KitThermo Fisher34076For western blotting
Triton X-100SCR30188928To configure the extraction buffer
Type rotaryvang vacuum pumpZhejiang taizhouqiujing vacuum pump limited company2XZ-2For vacuum infiltration
Vertical mixerHaimen Qilinbel Instrument Manufacturing limited companyBE-1200For mixing
β-mercaptoethanolSIGMABCBK8223VTo configure the extraction buffer

References

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

JoVE 209

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved