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In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

Eine hohe Ausbeute Verfahren zur einstufigen negativen Reinigung von rekombinanten Helicobacter pylori in Escherichia coli Neutrophile aktivierendes durch Verwendung Diethylaminoethyl Harze im Batch - Modus überexprimiert Protein (HP-NAP) beschrieben ist. HP-NAP durch dieses Verfahren gereinigt ist vorteilhaft für die Entwicklung von Impfstoffen, Medikamente oder Diagnostika für H. pylori -assoziierte Krankheiten.

Zusammenfassung

Helicobacter pylori Neutrophilen-aktivierendes Protein (HP-NAP) ist ein wichtiger Virulenzfaktor von Helicobacter pylori (H. pylori). Es spielt eine entscheidende Rolle in H. pylori induzierte Magenentzündung durch verschiedene angeborene Leukozyten einschließlich Neutrophile, Monozyten und Mastzellen aktiviert werden . Die immunogene und immunmodulatorische Eigenschaften von HP-NAP machen es zu einem möglichen diagnostischen und Impfstoffkandidaten für H. pylori und ein neuer Medikamentenkandidaten für die Krebstherapie. Um erhebliche Mengen an gereinigtem HP-NAP für seine klinische Anwendung, ein effizientes Verfahren dieses Protein mit hoher Ausbeute und Reinheit zu erhalten, verwendet zu reinigen eingerichtet werden muss.

In diesem Protokoll haben wir ein Verfahren zur einstufigen negativen chromatographischen Reinigung von rekombinantem HP-NAP überexprimiert in Escherichia coli (E. coli) unter Verwendung von Diethylaminoethyl (DEAE) Ionenaustauscherharzen beschrieben (z. B. Sephadex) in Batch-Modus. Rekombinante HP-NAP bildet fast 70% des Gesamtproteins in E. coli und wird nahezu vollständig in der löslichen Fraktion nach Zelllyse bei pH 9,0 gewonnen. Unter der optimalen Bedingung bei einem pH von 8,0, wird der Großteil der HP-NAP in der ungebundenen Fraktion gewonnen , während die endogenen Proteine ​​aus E. coli effizient durch das Harz entfernt.

Dieses Reinigungsverfahren unter Verwendung von negativen Modus batch - Chromatographie mit DEAE - Ionenaustauschharze ergibt funktionelle HP-NAP aus E. coli in seiner nativen Form mit hoher Ausbeute und Reinheit. Das gereinigte HP-NAP könnte weiter zur Verhütung, Behandlung verwendet werden, und die Prognose von H. pylori -assoziierte Erkrankungen sowie Krebstherapie.

Einleitung

Helicobacter pylori (H. pylori) ist eine Hauptursache von Gastritis und Magengeschwüren. Dieses Bakterium ist auch als Karzinogen beim Menschen von der Internationalen Agentur für Krebsforschung, Teil der Weltgesundheitsorganisation im Jahr 1994 eingestuft Es wurde geschätzt , dass die Prävalenz von H. pylori - Infektion ist 70% in den Entwicklungsländern und 30-40% in den Industrieländern 1. Auch wenn die Infektionsrate von H. pylori wird in den Industrieländern abnimmt, die Infektionsrate von H. pylori in den Entwicklungsländern ist 2 immer noch hoch. Die Standardbehandlung H. auszurotten pylori - Infektion besteht aus der Verabreichung eines Protonenpumpenhemmers, PPI, und zwei Antibiotika, Clarithromycin und Amoxicillin oder Metronidazol 3. Allerdings ist der Anstieg der Antibiotikaresistenz in der H. pylori verwandtes Geschwür Therapie die Entwicklung neuer Strategien drängt o zu verhindernr die Infektion zu heilen. Entwicklung von präventiven und / oder therapeutischen Impfung gegen H. pylori könnte einen alternativen Ansatz bieten H. zu steuern pylori - Infektion.

Neutrophilen-aktivierende Protein Helicobacter pylori (HP-NAP), ein wichtiger Virulenzfaktor von H pylori, wurde zuerst in Wasserextrakten von H. identifiziert pylori mit der Fähigkeit , Neutrophile zu aktivieren , um an endotheliale Zellen anheften und reaktive Sauerstoffspezies (ROS) 4 herzustellen. Neutrophile Infiltration der Magenschleimhaut in H. gefunden pylori - infizierten Patienten mit aktiver Gastritis kann bei der Entzündung und Gewebeschädigung des Magens führen. So Neutrophilen eine pathologische Rolle spielen , indem sie die Aktivierung HP-NAP kann eine Magenentzündung zu induzieren, die weiter Geschwür oder H. verursacht pylori -assoziierten Magenerkrankungen. Dennoch ist HP-NAP ein potentieller Kandidat für die klinische Anwendung 5,6. Aufgrund der immunogene und immunmodulatorische Proschaften von HP-NAP könnte dieses Protein verwendet werden, um Impfstoffe, therapeutische Mittel und Diagnose-Tools zu entwickeln. Eine klinische Studie wurde unter Verwendung von rekombinantem HP-NAP als eine der Komponenten eines Proteins Impfstoff gegen H. durchgeführt pylori. Dieser Impfstoff besteht aus rekombinanten HP-NAP, Cytotoxin-assoziierte Gen A (CagA) und vacuolating cytotoxin A (VacA) Proteine ​​mit Aluminiumhydroxid formuliert und hat sich weiter beim Menschen sicher und immunogen zu sein 7 gezeigt. Auch wirkt HP-NAP als ein potenter Immunmodulator T - Helfer Typ 1 (Th1) -polarisierte Immunantworten für die Krebstherapie 8 und nach unten zu regulieren Th2-vermittelte Immunreaktionen durch allergische Reaktionen und parasitäre Infektionen 9,10 ausgelöst auszulösen. Wie für die Diagnostik, wurde Serum - Antikörper gegen HP-NAP in H. zu erkennen rekombinanten HP-NAP-basierten ELISA angewendet pylori - infizierten Patienten 11. Eine Studie zeigte , dass der Pegel des HP-NAP-spezifische Antikörper in Seren von H. pylori -infizierten Patienten mit Magenkrebs als die 12 von Patienten mit chronischer Gastritis signifikant höher war. Eine andere Studie zeigte auch , dass Serumantikörper gegen HP-NAP mit der Anwesenheit von nicht-Cardia Adenokarzinom des Magens 13 verbunden sind. So können rekombinante HP-NAP-basierten ELISA Serum - Antikörper gegen HP-NAP für die Prognose von Magenkrebs in H. zu erkennen , anzuwenden pylori - infizierten Patienten. Zusammengenommen können das gereinigte HP-NAP weiter für die Prävention, Behandlung verwendet werden, und die Prognose von H. pylori -assoziierte Erkrankungen sowie Krebstherapie.

Unter den verschiedenen zur Reinigung von rekombinantem HP-NAP Methoden exprimiert in Escherichia coli (E. coli) in seiner nativen Form berichtet so weit, einem zweiten Reinigungsschritt beteiligt Gelfiltrationschromatographie hochreines HP-NAP zu erhalten , ist erforderlich 14-16 . Hier wird ein Verfahren unter Verwendung von negativen Modus batch-Chromatographie mitDiethylaminoethyl (DEAE) Ionenaustauscherharzen wird zur Reinigung von HP-NAP beschrieben überexprimiert in E. coli mit hoher Ausbeute und hoher Reinheit. Dieses Reinigungsverfahren wurde auf die Bindung von Wirtszellproteinen basieren und / oder anderen Verunreinigungen als HP-NAP auf das Harz. Bei pH 8,0, fast keine andere Proteine ​​außer HP-NAP werden aus der ungebundenen Fraktion gewonnen. Diese Reinigung Ansatz unter Verwendung von DEAE-Ionenaustausch-Chromatographie in negativen Modus ist einfach und zeitsparend durch Reinigung von rekombinantem HP-NAP über Einstufen-Chromatographie durch die Erhebung von der ungebundenen Fraktion ermöglicht. Neben HP-NAP mehrere andere Biomoleküle, wie beispielsweise 17 Viren, Immunoglobulin G (IgG) 18, Hämoglobin 19, Proteinphosphatase 20 und Virulenzfaktor Flagellin - 21, wurden auch durch Ionenaustauschchromatographie zu reinig in negativer berichtet Modus. Der negative Modus wird für die Ionenaustauschchromatographie bevorzugt, wenn die Verunreinigungen gering sindvorhandenen Komponenten in der Probe unterzogen , bis 22 gereinigt werden. Die Anwendung der negativen Chromatographie bei der Reinigung von natürlichen oder rekombinanten Biomoleküle wurde 23 vor kurzem überprüft.

Der vorliegende Bericht liefert eine Schritt für Schritt - Protokoll für die Expression von rekombinanten HP-NAP in E. coli, Lyse der Zellen und die Reinigung von HP-NAP unter Verwendung von negativen Modus batch - Chromatographie mit DEAE - Ionenaustauschharze. Wenn ein Protein für die Reinigung erwünscht für Ionenaustauschchromatographie in Negativmodus geeignet ist, könnte das beschriebene Protokoll auch als Ausgangspunkt für die Entwicklung eines Reinigungsverfahrens angepasst werden.

Protokoll

Menschliches Blut wurde von gesunden Freiwilligen mit vorheriger schriftlicher Einwilligung nach Aufklärung und Zustimmung von der Institutional Review Board der National Tsing Hua University in Hsinchu, Taiwan gesammelt.

1. Expression von rekombinantem HP-NAP in E. coli

  1. Bereiten Sie das Plasmid pET42a-NAP die DNA - Sequenz von HP-NAP von H. enthält , pylori 26695 Stamm wie zuvor beschrieben 16. Herstellung der Plasmide, die die DNA-Sequenz von HP-NAP mit den gewünschten Punktmutationen enthalten, wie beschrieben (siehe Protokoll, Schritt 8).
  2. Transformation 10 ng der oben genannten DNA - Plasmide in E. coli BL21 (DE3) kompetente Zellen durch Hitzeschock für 45 Sekunden bei 42 ° C, streak die Zellen auf LB-Medium (LB) Agarplatten , enthaltend 50 & mgr; g / ml Kanamycin, und Inkubation der Platten bei 37 ° C für 16 Stunden.
  3. Beimpfen einzelne Kolonien in einzelne Röhrchen mit 5 ml LB-Brühe mit 50 ug / ml Kanamycin und wachsen sie als Vorkulturen bei 37 ° C für 16 Stunden mit bei 170 Umdrehungen pro Minute schütteln.
  4. Beimpfen von 2 ml der oben Vorkultur Zellen in 200 ml LB-Brühe, die 50 ug / ml Kanamycin in einem 1-l-Kolben. Inkubieren des beimpften Kulturkolben bei 37 ° C für 2 h mit bis die Absorption bei 600 bei 170 rpm Schütteln nm etwa 0,4-0,5 durch einen UV / VIS-Spektrophotometer detektiert erreicht.
  5. Hinzufügen 80 ul 1 M Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranosid (IPTG) in der obigen Kultur bis zu einer Endkonzentration von 0,4 mM, die Expression von HP-NAP zu induzieren. Inkubieren der Kultur für 3 h, bis die Absorption bei 600 nm etwa 1,6-1,7 erreicht hat.
  6. Zentrifuge die Zellen bei 6.000 × g bei 4 ° C für 15 min den Überstand zu entfernen. Lagern Sie das Zellpellet bei -70 ° C bis zur Reinigung.

2. Herstellung der löslichen Proteinfraktion, die HP-NAP

Anmerkung: Alle der folgenden Schritte durchgeführt werden bei 4 ° C.

  1. Resuspendieren 50 ml der Zell pEllet in Protocol Schritt 1.6 hergestellt, in 20 ml 20 mM Tris-HCl, pH 9,0, 50 mM NaCl, enthaltend 0,13 mM Phenylmethylsulfonylfluorid (PMSF), 0.03 mM N-alpha-Tosyl-L-Lysinyl-Chlormethylketon (TLCK) und 0,03 mM N-Tosyl-L-phenylalaninyl-Chlormethylketon (TPCK) bei 4 ° C , wie zuvor beschrieben 16.
  2. Stören die Bakterienzellen durch die Bakteriensuspension durch einen Hochdruckhomogenisator bei einem Bereich von 15.000 bis 20.000 psi für 7-mal bei 4 ° C betrieben verläuft.
  3. Zentrifuge das Zelllysat bei 30000 × g bei 4 ° C für 1 Stunde die löslichen und unlöslichen Proteinfraktionen zu trennen, indem eine Ultrazentrifuge. Den Überstand als lösliche Proteinfraktion in ein Becherglas.
  4. Messung der Proteinkonzentration der löslichen Proteinfraktion von der Bradford-Methode eines kommerziellen Kits mit Rinderserumalbumin (BSA) als Standard verwendet, gemäß der Anweisungen des Herstellers.
  5. In 177,6 ul 1 N HCl in 20 ml the lösliche Proteinfraktion aus Protocol Schritt 2.3 erhaltenen 8,0 pH im Bereich von pH 9,0 bis sein pH-Wert einzustellen.
  6. Hinzufügen 20 mM Tris-HCl, pH 8,0, 50 mM NaCl zu der obigen Proteinlösung auf die endgültige Proteinkonzentration machen 0,5 mg / ml sein.

3. Reinigung von rekombinantem HP-NAP Von E. coli durch Negativ - Modus Batch - Chromatographie mit DEAE Ionenaustauscherharze

  1. Vorbereitung 15 ml DEAE-Harze.
    1. Abwiegen 0,6 g trockenes Pulver aus DEAE-Harze und suspendieren sie in 30 ml 20 mM Tris-HCl, pH 8,0, 50 mM NaCl bei Raumtemperatur für mindestens 1 Tag.
    2. Zentrifugieren des Harzes bei 10.000 x g bei 4 ° C für 1 min.
    3. Entfernen und den Überstand verwerfen.
    4. 15 ml 20 mM Tris-HCl, pH 8,0, 50 mM NaCl.
    5. Wiederholen Protokoll 3.1.2 bis 3.1.4 vier weitere Male Schritte.
    6. Lagern Sie die 15 ml siedelten Harz (50% ige Aufschlämmung in 30 ml Tris-Puffer) bei 4 ° C für die spätere Verwendung.
      Hinweis: Alle folgenden Schritts werden bei 4 ° C durchgeführt.
  2. Hinzufügen 45 ml der löslichen Proteine ​​in Protokolls hergestellt Schritt 2,6-15 ml des Harzes und rühre das Protein / Harzaufschlämmung mit einem Magnetrührer bei 4ºC für 1 Stunde.
  3. Gießen das Protein / Harz-Aufschlämmung in eine Plastik- oder Glassäule mit einem Absperrhahn versehen. Lassen Sie das Harz unter Schwerkraft absetzen.
  4. Öffnen des Absperrhahns die Proteinlösung zu ermöglichen, durch die Kolonne durch Schwerkraftströmung zu laufen, bis der Flüssigkeitspegel in der Säule unmittelbar oberhalb der Harz ist. Sammeln Sie die Flow-Through als der ungebundenen Fraktion, die das gereinigte HP-NAP enthält.
  5. 15 ml eiskaltem 20 mM Tris-HCl, pH 8,0, 50 mM NaCl in die Säule.
  6. Öffnen des Absperrhahns der Waschpuffer zu ermöglichen, durch die Kolonne durch Schwerkraftströmung zu laufen, bis der Flüssigkeitspegel in der Säule unmittelbar oberhalb der Harz ist. Sammeln Sie die Flow-Through als Waschfraktion.
  7. Wiederholen Protokoll 3,5-3,6 vier weitere Male die Schritte, die zusätzlichen Waschfraktionen zu sammeln.
  8. 15 ml eiskaltem 20 mM Tris-HCl, pH 8,0, 1 M NaCl in eine Säule.
  9. Öffnen des Absperrhahns der Elutionspuffer zu ermöglichen, durch die Kolonne durch Schwerkraftströmung zu laufen, bis der Flüssigkeitspegel in der Säule unmittelbar oberhalb der Harz ist. Sammeln Sie die Flow-Through als Elutionsfraktion.
  10. Wiederholen Protokoll 3,8-3,9 vier weitere Male die Schritte, die zusätzlichen Elutionsfraktionen zu sammeln.

4. Puffer Exchange und Endotoxin Entfernung von HP-NAP Gereinigt durch Negativ-Modus Batch-Chromatographie mit DEAE Resins

Hinweis: Das gereinigte HP-NAP in E. ausgedrückt coli muss ausgesetzt werden , den Austausch und Endotoxin Entfernung zum Puffern vor Neutrophilen zu stimulieren.

  1. Führen Dialyse Puffer des gereinigten HP-NAP nach Dulbecco-phosphatgepufferter Kochsalzlösung (D-PBS) zu ändern, pH 7,2, bei 4 ° C durch einen Dialyseschlauch mit Molekulargewichtsgrenze von 14 kDa verwendet , wie zuvor beschrieben 24.
  2. Filtern Sie die dialysiert HP-NAP durch eine syringe Filter mit einem positiv geladenen, hydrophilen Membran angebracht auf eine 20 ml Einwegspritze mit Raten von 2,5 bis 4 ml / min bei 4 ° C im Bereich Strömungs Endotoxin zu entfernen.

5. Charakterisierung der molekularen Eigenschaften von gereinigtem rekombinantem HP-NAP durch Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE), Western Blotting, Native-PAGE, Gelfiltrationschromatographie und Circulardichroismus-Spektroskopie

  1. Analyse des gereinigten rekombinanten HP-NAP durch SDS-PAGE und Western Blotting mit Hybridomkulturüberständen enthält monoklonaler Maus - Antikörper MAb 16F4 25 , wie zuvor beschrieben 24.
  2. Analysieren Sie den gereinigten HP-NAP durch native-PAGE und Gelfiltrationschromatographie seinen oligomeren Status zu prüfen , wie zuvor 26 beschrieben.
  3. Analysieren Sie den gereinigten rekombinanten HP-NAP durch Circulardichroismus - Spektroskopie seine Sekundärstruktur zu untersuchen , wie zuvor 26 beschrieben.

6. Bewertung der Reinheit des HP-NAP durch Silberfärbung eines SDS-PAGE-Gel

  1. Bereiten Sie die Befestigungslösung, Sensibilisierungslösung, Silberlösung, Entwicklungslösung, Stopplösung und Waschlösung gemäß den Anweisungen des Herstellers einer Silberfärbung Kit.
  2. Führen Silberfärbung eines SDS-PAGE-Gel nach den Anweisungen des Herstellers einer Silberfärbung Kit.
  3. Erwerben, um das Bild des Gels mit einem Abbildungssystem.

7. Messung der ROS-Produktion aus Neutrophilen induziert durch HP-NAP

  1. Isolieren menschlicher Neutrophile aus humanem heparinisiertem Blut durch Dextran - Sedimentation durch Dichtegradientenzentrifugation gefolgt , wie zuvor beschrieben 24.
  2. Die Messung der ROS-Produktion von neutrophilen Granulozyten stimuliert mit HP-NAP durch eine Luminol-abhängige Chemilumineszenz Assay.
    1. Schalten Sie auf einem Plattenlesegerät und stellen Sie die Temperatur auf 37 ° C. Legen Sie einleer flachen Boden 96-Well-Platte, weiß im Inneren der Plattenleser Kammer, so dass sie auf 37 ° C zu erwärmen.
    2. Bereiten Sie die Stimulus Mischungen in D-PBS, pH 7,2, enthaltend 0,9 mM CaCl 2, 0,5 mM MgCl 2 und 13,3 & mgr; M 5-Amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazindion (Luminol) mit der Anwesenheit und Abwesenheit von 0,67 uM Endotoxin entfernt HP-NAP, hergestellt aus Protokoll Schritt 4.2.
    3. Stellen Sie die Konzentration von humanem Neutrophilen hergestellt aus Protocol Schritt 7,1-2 x 10 6 Zellen / ml in D-PBS, pH 7,2, enthaltend 5 mM Glukose.
    4. In 50 ul Neutrophilen-Suspension in jede Vertiefung der 96-Well-Platte, während.
    5. Zugabe von 150 & mgr; l der Stimulus Mischungen aus Protokolls hergestellt Schritt 7.2.2 in die Vertiefung mit Neutrophilen in einem Zeitintervall von 5 Sekunden pro Vertiefung.
    6. Messen der Emission von Chemilumineszenz für 5 sec pro Vertiefung über einen Zeitraum von 3 Stunden durch einen Plattenleser.

8.Aufbau von DNA-Plasmiden HP-NAP Mutants durch Polymerase-Kettenreaktion (PCR) -basierte Standort direkte Mutagenese

Hinweis: PCR-basierte Website-direkte Mutagenese wurde im Grunde erzeugt , wie zuvor 27 beschrieben mit der Ausnahme , dass die "stille" Restriktionsstellen an die Mutagenese - Primer eingeführt wurden durch ortsgerichtete Mutagenese (SDM) -Assist Software 28.

  1. Führen PCR-Reaktion.
    1. Werden 10 ng von Plasmid pET42a-NAP, 1 uM Mutagenese - Primer - Paare , die in Tabelle 1, 200 uM Desoxynucleosidtriphosphate (dNTPs) und 3 Einheiten von High-Fidelity PCR Enzymmischung in ein PCR - Röhrchen entionisiertes Wasser enthielt, was eine endgültige Volumen von 25 & mgr; l.
    2. Initiieren Sie die PCR-Zyklen bei 95 ° C für 10 min , um die Matrizen - DNA zu denaturieren , und 12 Amplifikationszyklen bei 95 ° C für 1 Minute folgt, m T kein -5 ° C für 1 Minute und 72 o C für 6 min.
    3. Beenden Sie die PCR-Zyklen mitein Temperschritt bei T m pp -5 o C für 1 Minute und ein Verlängerungsschritt bei 72 ° C für 30 min.
  2. Behandlung von 15 & mgr; l des PCR-Produktes mit 0,4 & mgr; l DpnI-Restriktionsenzym bei 37 ° C für 2 Stunden und dann analysieren 2 ul der Dpn I-behandelten PCR-Produkt durch Agarose-Gelelektrophorese.
  3. Screen-Mutanten.
    1. Transformieren 2 & mgr; l des PCR - Produkts in E. coli DH5 kompetenter Zellen durch Hitzeschock für 45 Sekunden bei 42 ° C.
    2. Verbreiten Sie die transformierten Zellen auf einer LB-Platte, die 50 ug / ml Kanamycin und inkubieren Sie die Platte bei 37 ° C für 16 Stunden.
    3. Isolieren der Plasmid-DNA aus den Bakterienkolonien einen handelsüblichen alkalischen Lyse-Kit nach dem Protokoll des Herstellers.
    4. Behandeln die Plasmid-DNA isoliert in Protocol Schritt 8.3.3 mit XhoI-Restriktionsenzym, das Vorhandensein der gewünschten stille Mutationen zu verifizieren dem Protokoll des Herstellers entsprechend.
    5. Ablauf derPlasmid-DNA durch das Protokoll Schritt 8.3.4 mit T7-Promotor-Primer bestätigte die Korrektur der kodierenden Sequenzen von HP-NAP-Mutanten dem Protokoll des Herstellers entsprechend bestätigen.

Ergebnisse

Die schematische Darstellung des experimentellen Verfahrens negativer Reinigung rekombinanter HP-NAP exprimiert in E. coli durch DEAE - Ionenaustauschharze in Batch - Modus verwendet , ist in Abbildung 1 dargestellt. Dieses Reinigungsverfahren auf die Bindung von Wirtszellproteinen basieren und / oder anderen Verunreinigungen als HP-NAP auf das Harz. Bei pH 8,0 fast keine andere Proteine ​​außer HP-NAP in nativer Form aus der ungebundenen Fraktion (...

Diskussion

Die negativen Modus batch - Chromatographie mit DEAE Anionenaustauscherharze präsentierten zur Reinigung von rekombinantem HP-NAP überexprimiert in E coli geeignet. Die pH - Werte der Puffer in den Schritten der Zell - Lyse und Reinigung verwendet werden , sind sehr kritisch , um die Löslichkeit von HP-NAP in E. , um sicherzustellen , coli - Lysaten und effiziente Trennung von rekombinantem HP-NAP von Wirtszellverunreinigungen, respectively. Bakterielle Zellen sollten bei einem pH von 9,0, ...

Offenlegungen

HWF and YCY are inventors of patents TW I 432579 and US 8,673,312 for the method of one-step purification of Helicobacter pylori neutrophil-activating protein. All materials described in the manuscript will be available for research purposes. The authors confirm that this does not alter their adherence to all of the JoVE's policies on sharing data and materials.

Danksagungen

We thank Dr. Chao-Sheng Cheng at National Tsing Hua University, Taiwan, for performing the circular dichroism measurement. We also thank Drs. Evanthia Galanis and Ianko D. Iankov at Mayo Clinic, USA, for providing the anti-HP-NAP monoclonal antibody. We appreciate Drs. Han-Wen Chang and Chung-Chu Chen at Mackay Memorial Hospital, Hsinchu, Taiwan, for providing advice for IRB application, Mr. Te-Lung Tsai at the Mackay Memorial Hospital, Hsinchu, Taiwan, for supervising the analysis of isolated neutrophils, and Ms. Ju-Chen Weng at National Tsing Hua University, Taiwan, for her technical assistance. This work was supported by grants from the Ministry of Science and Technology of Taiwan (MOST 104-2311-B-007-003, NSC101-2311-B-007-007 and NSC98-2311-B-007-006-MY3), the Joint Research Program of National Tsing Hua University and Mackay Memorial Hospital (100N7727E1, 101N2727E1, 103N2773E1), and the research program of National Tsing Hua University (104N2052E1).

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
Material
pET42a-NAP N/AN/Aprepared as described in Supplementary data of Refernce 15 
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X08018317
E. coli BL21 (DE3)Thermo Fisher Scientific IncC6000-03https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/C600003
KanamycinAmresco25389-94-0http://www.amresco-inc.com/KANAMYCIN-SULFATE-0408.cmsx
Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG)MD Biomedical Inc101-367-93-1http://www.antibody-antibodies.com/product_det.php?id=238064&supplier=search&name
=IPTG%20
phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF)Sigma-Aldrich10837091001protease inhibitor
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/PMSFRO?lang=en&region=TW
N-alpha-tosyl-L-lysinyl-chloromethylketone (TLCK)Sigma-AldrichT7254protease inhibitor
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t7254?lang=en&region=TW
N-tosyl-L-phenylalaninyl-chloromethylketone (TPCK)Sigma-AldrichT4376protease inhibitor
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t4376?lang=en&region=TW
Protein standard (bovine serum albumin)Sigma-AldrichP5619 a standard protein for Bio-Rad Protein Assay
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/fluka/p5619?lang=en&region=TW
DEAE–Sephadex  A-25 chloride formSigma-AldrichA25120http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a25120?lang=en&region=TW
Spectrum/Por dialysis tubingSpectrum Laboratories132720with molecular weight cutoff of 14 kDa
http://www.spectrumlabs.com/dialysis/RCtubing.html?Pn=132720;
Acrodisc® units with Mustang® E membranePallMSTG25E3for endotoxin removal; operated at flow rates ranging from 1 to 4 ml/min
http://www.pall.com/main/laboratory/product.page?id=19992
mouse monoclonal antibody MAb 16F4N/AN/Araised against the purified HP-NAP of H. pylori strain NCTC 11637 as described in Refernce 23;  A gift from Drs. Evanthia Galanis and Ianko D. Iankov at Mayo Clinic, USA
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264410X10017585
HiLoad 16/600 Superdex 200 pgGE Healthcare Life Sciences28989335for gel filtration chromatography
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/28989335
PlusOne silver staining kit, proteinGE Healthcare Life Sciences17-1150-01http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/17115001
Ficoll-Paque PLUSGE Healthcare Life Sciences17-1440-02for density gradient centrifugation to purify human neutrophils
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/catalog/en/GELifeSciences-tw/products/AlternativeProductStructure
_16963/17144002
Flat bottom 96-well white plateThermo Fisher Scientific Inc236108http://www.thermoscientific.com/en/product/nunc-f96-microwell-black-white-polystyrene-plate.html
LuminolSigma-AldrichA8511protected from light
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a8511?lang=en&region=TW
Expand  long template PCR systemSigma-Aldrich11681834001source of High Fidelity PCR enzyme mix
http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/elongro?lang=en&region=TW
Dpn INew England BiolabsR0176Shttps://www.neb.com/products/r0176-dpni
Xho INew England BiolabsR0146Shttps://www.neb.com/products/r0146-xhoi
E. coli DH5αThermo Fisher Scientific Inc18265-017https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/18265017
NameCompanyProduct NumberComments
Equipment
 
U-2800 double beam UV/VIS spectrophotometerHitachi N/Aout of market and upgraded to a new model
http://hitachi-hta.com/products/life-sciences-chemical-analysis/uvvisible-spectrophotometers
EmulsiFlex-C3 high pressure homogenizerAvestin IncC315320http://www.avestin.com/English/c3page.html
Hitachi Koki himac CP80WX general ultracentrifugeHitachi Koki Co90106401for separation of the soluble and insoluble protein fractions from E. coli lysates
http://centrifuges.hitachi-koki.com/products/ultra/cp_wx/cp_wx.html
ÄKTA FPLCGE Healthcare Life Sciences18-1900-26for gel filtration chromatography
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/18190026
Aviv model 62ADS CD spectrophotometerAviv BiomedicalN/Aout of market and upgraded to a new model http://www.avivbiomedical.com/circular.php
LAS-3000 imaging systemFujifilmN/Adiscontinued and replaced
http://www.gelifesciences.com/webapp/wcs/stores/servlet/productById/en/GELifeSciences-tw/28955810
Wallac 1420 (Victor2) multilabel counterPerkin-Elmer1420-018for chemiluminescence detection
http://www.perkinelmer.com/catalog/product/id/1420-018

Referenzen

  1. Brunette, G. W., et al. Chapter 3, Infectious diseases related to travel. CDC Health Information for International Travel 2016. , (2015).
  2. Bauer, B., Meyer, T. F. The human gastric pathogen Helicobacter pylori its association with gastric cancer and ulcer disease. Ulcers. 2011, 340157 (2011).
  3. Malfertheiner, P., et al. Management of Helicobacter pylori infection--the Maastricht IV/ Florence Consensus Report. Gut. Gut. 61 (5), 646-664 (2012).
  4. Evans, D. J., et al. Characterization of a Helicobacter pylori neutrophil-activating protein. Infect. Immun. 63 (6), 2213-2220 (1995).
  5. Fu, H. W. Helicobacter pylori neutrophil-activating protein: from molecular pathogenesis to clinical applications. World J. Gastroenterol. 20 (18), 5294-5301 (2014).
  6. de Bernard, M., D'Elios, M. M. The immune modulating activity of the Helicobacter pylori HP-NAP: Friend or foe?. Toxicon. 56 (7), 1186-1192 (2010).
  7. Malfertheiner, P., et al. Safety and immunogenicity of an intramuscular Helicobacter pylori in noninfected volunteers: a phase I study. Gastroenterology. 135 (3), 787-795 (2008).
  8. Codolo, G., et al. HP-NAP inhibits the growth of bladder cancer in mice by activating a cytotoxic Th1 response. Cancer Immunol. Immunother. 61 (1), 31-40 (2012).
  9. Codolo, G., et al. The neutrophil-activating protein of Helicobacter pylori Th2 inflammation in ovalbumin-induced allergic asthma. Cell. Microbiol. 10 (11), 2355-2363 (2008).
  10. Del Prete, ., G, , et al. Immunosuppression of TH2 responses in Trichinella spiralis by Helicobacter pylori neutrophil-activating protein. J. Allergy Clin. Immunol. 122 (5), 908-913.e5 (2008).
  11. Tang, R. X., Luo, D. J., Sun, A. H., Yan, J. Diversity of Helicobacter pylori in expression of antigens and induction of antibodies. World J. Gastroenterol. 14 (30), 4816-4822 (2008).
  12. Long, M., Luo, J., Li, Y., Zeng, F. Y., Li, M. Detection and evaluation of antibodies against neutrophil-activating protein of Helicobacter pylori in patients with gastric cancer. World J. Gastroenterol. 15 (19), 2381-2388 (2009).
  13. Song, H., et al. A CagA-independent cluster of antigens related to the risk of noncardia gastric cancer: associations between Helicobacter pylori and gastric adenocarcinoma explored by multiplex serology. Int. J. Cancer. 134 (12), 2942-2950 (2014).
  14. Kottakis, F., et al. Helicobacter pylori neutrophil-activating protein activates neutrophils by its C-terminal region even without dodecamer formation, which is a prerequisite for DNA protection--novel approaches against Helicobacter pylori inflammation. FEBS J. 275 (2), 302-317 (2008).
  15. Thoreson, A. C., et al. Differences in surface-exposed antigen expression between Helicobacter pylori isolated from duodenal ulcer patients and from asymptomatic subjects. J. Clin. Microbiol. 38 (9), 3436-3441 (2000).
  16. Wang, C. A., Liu, Y. C., Du, S. Y., Lin, C. W., Fu, H. W. Helicobacter pylori neutrophil-activating protein promotes myeloperoxidase release from human neutrophils. Biochem. Biophys. Res. Commun. 377 (1), 52-56 (2008).
  17. Iyer, G., et al. Reduced surface area chromatography for flow-through purification of viruses and virus like particles. J. Chromatogr. A. 1218 (26), 3973-3981 (2011).
  18. Wongchuphan, R., et al. Purification of rabbit polyclonal immunoglobulin G using anion exchangers. Process Biochem. 46 (1), 101-107 (2011).
  19. Lu, X., Zhao, D., Su, Z. Purification of hemoglobin by ion exchange chromatography in flow-through mode with PEG as an escort. Artif. Cells Blood Substit. Immobil. Biotechnol. 32 (2), 209-227 (2004).
  20. Brooks, S. P., Storey, K. B. Purification and characterization of a protein phosphatase that dephosphorylates pyruvate kinase in an anoxia tolerant animal. Biochem. Mol. Biol. Int. 38 (6), 1223-1234 (1996).
  21. Gewirtz, A. T., et al. Salmonella typhimurium translocates flagellin across intestinal epithelia, inducing a proinflammatory response. J. Clin. Invest. 107 (1), 99-109 (2001).
  22. Levison, P. R. Large-scale ion-exchange column chromatography of proteins: Comparison of different formats. J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. 790 (1-2), 17-33 (2003).
  23. Lee, M. F. X., Chan, E. S., Tey, B. T. Negative chromatography: Progress, applications and future perspectives. Process Biochem. 49 (6), 1005-1011 (2014).
  24. Yang, Y. C., et al. High yield purification of Helicobacter pylori neutrophil-activating protein overexpressed in Escherichia coli. BMC biotechnol. 15 (23), (2015).
  25. Iankov, I. D., Haralambieva, I. H., Galanis, E. Immunogenicity of attenuated measles virus engineered to express Helicobacter pylori neutrophil-activating protein. Vaccine. 29 (8), 1710-1720 (2011).
  26. Shih, K. S., et al. One-step chromatographic purification of Helicobacter pylori protein expressed in Bacillus subtilis. PLoS One. 8 (4), e60786 (2013).
  27. Liu, H., Naismith, J. H. An efficient one-step site-directed deletion, insertion, single and multiple-site plasmid mutagenesis protocol. BMC biotechnol. 8 (91), (2008).
  28. Karnik, A., Karnik, R., Grefen, C. SDM-assist software to design site-directed mutagenesis primers introducing 'silent' restriction sites. BMC bioinformatics. 14 (105), (2013).

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