Метод анализа антимикробной активности пептидов с помощью экспрессии кодирующих их генов в клетках Escherichia coli

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложена система тестирования новых потенциальных антимикробных пептидов (АМП), основанная на экспрессии кодирующих их рекомбинантных генов в клетках Escherichia coli. Такой подход имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием химически синтезированных пептидов, при этом оба подхода эффективно дополняют друг друга. Используемый метод не налагает ограничений на размер АМП, позволяет проводить массовый скрининг мутантных плазмидных библиотек, имеет меньшую стоимость по сравнению с использованием синтетических пептидов. Суть метода заключается в трансформации модельной грамотрицательной бактерии E. coli плазмидами, несущими в себе рекомбинантный ген, кодирующий АМП, под контролем индуцибельного промотора. После индукции транскрипции бактерии синтезируют АМП, что приводит их к гибели. Детекцию роста бактерий проводят либо путем измерения оптической плотности жидкой культуры, выращиваемой в микропланшете, либо путем капельного высева серийных разведений культуры на агаризованную питательную среду.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Н. Графская

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Автор, ответственный за переписку.
Email: grafskayacath@gmail.com
Россия, Москва, 119435

Д. Д. Харлампиева

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Email: grafskayacath@gmail.com
Россия, Москва, 119435

П. А. Бобровский

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: grafskayacath@gmail.com
Россия, Москва, 119435; Долгопрудный, 141701

М. Ю. Серебренникова

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: grafskayacath@gmail.com
Россия, Москва, 119435; Долгопрудный, 141701

В. Н. Лазарев

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: grafskayacath@gmail.com
Россия, Москва, 119435; Долгопрудный, 141701

В. А. Манувера

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: grafskayacath@gmail.com
Россия, Москва, 119435; Долгопрудный, 141701

Список литературы

  1. Muteeb G., Rehman M.T., Shahwan M., Aatif M. // Pharmaceuticals. 2023. V. 16. № 11. P. 1615. https://doi.org/10.3390/ph16111615
  2. Salam Md.A., Al-Amin Md.Y., Salam M.T., Pawar J.S., Akhter N., Rabaan A.A., Alqumber M.A.A. // Healthcare. 2023. V. 11. № 13. P. 1946. https://doi.org/10.3390/healthcare11131946
  3. Mba I.E., Nweze E.I. // Yale J. Biol. Med. 2022. V. 95. № 4. P. 445–463.
  4. Moretta A., Scieuzo C., Petrone A.M., Salvia R., Manniello M.D., Franco A. et al. // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2021. V. 11. P. 668632. https://doi.org/10.3389/fcimb.2021.668632
  5. Browne K., Chakraborty S., Chen R., Willcox M.D., Black D.S., Walsh W.R., Kumar N. // IJMS. 2020. V. 21. № 19. P. 7047. https://doi.org/10.3390/ijms21197047
  6. Kumar P., Kizhakkedathu J., Straus S. // Biomolecules. 2018. V. 8. № 1. P. 4. https://doi.org/10.3390/biom8010004
  7. Huan Y., Kong Q., Mou H., Yi H. // Front. Microbiol. 2020. V. 11. P. 582779. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.582779
  8. Galzitskaya O.V. // IJMS. 2023. V. 24. № 11. P. 9451. https://doi.org/10.3390/ijms24119451
  9. Agüero-Chapin G., Antunes A., Marrero-Ponce Y. // Antibiotics. 2023. V. 12. № 6. P. 1011. https://doi.org/10.3390/antibiotics12061011
  10. Yan J., Cai J., Zhang B., Wang Y., Wong D.F., Siu S.W.I. // Antibiotics. 2022. V. 11. № 10. P. 1451. https://doi.org/10.3390/antibiotics11101451
  11. Bakare O.O., Gokul A., Niekerk L.-A., Aina O., Abiona A., Barker A.M., et al. // IJMS. 2023. V. 24. № 14. P. 11864. https://doi.org/10.3390/ijms241411864
  12. Bin Hafeez A., Jiang X., Bergen P.J., Zhu Y. // IJMS. 2021. V. 22. № 21. P. 11691. https://doi.org/10.3390/ijms222111691
  13. Dini I., De Biasi M.-G., Mancusi A. // Antibiotics. 2022. V. 11. № 11. P. 1483. https://doi.org/10.3390/antibiotics11111483
  14. Cardoso M.H., Orozco R.Q., Rezende S.B., Rodrigues G., Oshiro K.G.N., Cândido E.S., Franco O.L. // Front. Microbiol. 2020. V. 10. P. 3097. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.03097
  15. Yoshida M., Hinkley T., Tsuda S., Abul-Haija Y.M., McBurney R.T., Kulikov V. et al. // Chem. 2018. V. 4. № 3. P. 533–543. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.01.005
  16. Aronica P.G.A., Reid L.M., Desai N., Li J., Fox S.J., Yadahalli S. et al. // J. Chem. Inf. Model. 2021. V. 61. № 7. P. 3172–3196. https://doi.org/10.1021/acs.jcim.1c00175
  17. Merrifield R.B., Stewart J.Morrow., Jernberg Nils. // Anal. Chem. 1966. V. 38. № 13. P. 1905–1914. https://doi.org/10.1021/ac50155a057
  18. Bello-Madruga R., Torrent Burgas M. // Comput. Struct. Biotechnol.J. 2024. V. 23. P. 972–981. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2024.02.008
  19. Zhang H.-Q., Sun C., Xu N., Liu W. // Front. Immunol. 2024. V. 15. P. 1326033. https://doi.org/10.3389/fimmu.2024.1326033
  20. Steiner H., Hultmark D., Engström Å., Bennich H., Boman H.G. // Nature. 1981. V. 292. № 5820. P. 246–248. https://doi.org/10.1038/292246a0
  21. Casteels P., Ampe C., Jacobs F., Vaeck M., Tempst P. // The EMBO Journal. 1989. V. 8. № 8. P. 2387–2391. https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1989.tb08368.x
  22. Grafskaia E.N., Pavlova E.R., Latsis I.A., Malakhova M.V., Ivchenkov D.V., Bashkirov P.V., et al. // Materials & Design. 2022. V. 224. P. 111364. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111364
  23. Klock H.E., Lesley S.A. High Throughput Protein Expression and Purification. / Ed. S.A. Doyle. Totowa, NJ: Humana Press, 2009. V. 498. P. 91–103. https://doi.org/10.1007/978-1-59745-196-3_6
  24. Wiegand I., Hilpert K., Hancock R.E.W. // Nat. Protoc. 2008. V. 3. № 2. P. 163–175. https://doi.org/10.1038/nprot.2007.521

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Оптические плотности культур клеток E. coli BL21-gold (DE3), трансформированных экспрессионными плазмидами, кодирующими АМП, через 24 ч инкубации. Плазмиды кодируют АМП без сигнального пептида (а), плазмиды кодируют АМП с сигнальным пептидом pelB (б). К – контрольные клетки E. coli BL21-gold (DE3), трансформированные реципиентными плазмидами без кодирующей АМП вставки; Mel, Cecr, Apid, HmAmp2 и HmAmp4 — клетки E. coli BL21-gold (DE3), трансформированные плазмидой, кодирующей мелиттин, цекропин, апидацин, HmAmp2 и HmAmp4 соответственно; 1 — LB, среда без индуктора транскрипции; 2 — LB + ИПТГ, среда LB с 0.1 мМ индуктора ИПТГ.

Скачать (213KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кривые роста культур E. coli BL21-gold (DE3), трансформированных экспрессионными плазмидами, кодирующими АМП с сигнальным пептидом pelB. а – контрольные клетки E. coli BL21-gold (DE3), трансформированные плазмидой pET-22(b); Mel (б), Cecr (в), Apid (г), HmAmp2 (д) и HmAmp4 (е) — клетки E. coli BL21-gold (DE3), трансформированные плазмидой, кодирующей слитые с сигнальным пептидом мелиттин, цекропин, апидацин, HmAmp2 и HmAmp4 соответственно. 1 — LB без индуктора транскрипции; 2 — LB + ИПТГ, среда с 0.1 мМ индуктора ИПТГ.

Скачать (340KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фотографии чашек Петри после капельного высева серийных разведений (10–105) бактериальных культур и инкубации 16 ч при 37°С. К – контрольные клетки E. coli BL21-gold (DE3), трансформированные плазмидой pET-22(b); Mel, Cecr, Apid, HmAmp2 и HmAmp4 – клетки E. coli BL21-gold (DE3), трансформированные плазмидой, кодирующей слитые с сигнальным пептидом pelB мелиттин, цекропин, апидацин, HmAmp2 и HmAmp4 соответственно, LB – среда без индуктора транскрипции; LB + ИПТГ – среда с 0.1 мМ индуктора ИПТГ. Сверху приведена шкала разведения бактериальных культур.

Скачать (600KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».