ПРИМЕНЕНИЕ 2D-ЭЛЕКТРОФОРЕЗА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО СПЕКТРА ФРАКЦИЙ ЭКЗОПРОТЕИНОВ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ЧУМЫ И ХОЛЕРЫ

Цель работы. Применение 2D-электрофореза для получения белкового спектра фракций экзопротеинов, а также идентификации и сравнения активности экспрессии биомаркеров основных факторов патогенности возбудителей чумы и холеры. Материалы и методы. 2D-гели фракций экзопротеинов получали на модели штаммов V. choleraе Inaba 569В, V. choleraе El Tor M888 Ctx+ и Ctx– , а также Y. pestis EV НИИЭГ. В качестве биомаркеров основных экзопротеинов возбудителей чумы и холеры использовали капсульный антиген F1 и холерный токсин. Результаты и выводы. При исследовании холерного токсина 2D-электрофорезом на IPG стрипах с градиентом рН 3–10 антиген разделялся на ряд белковых пятен, два из которых близки к параметрам домена А1 (МW 20,309 кДа и pI 6,51) и мономера субъединицы В (МW 11,091 кДа и pI 7,68). При сравнении белкового спектра фракций экзопротеинов штаммов V. choleraе Inaba 569В, V. choleraе El Tor M888 Ctx+ и Ctx– обнаружены пятна с аналогичными параметрами, за исключением штамма V. choleraе M888 Ctx– . При анализе 2D-гелей образцов капсульного антигена и фракций экзопротеинов штамма Y. pestis EV было отмечено, что белковые пятна, соответствующие параметрам субъединичной формы и димеру антигена, присутствуют в образце 37 °С культуры. В образце 28 °С культуры присутствует субъединица F1 в значительно меньшей концентрации. На модели токсигенного штамма V. choleraе Inaba 569В, изогенной системы штаммов V. choleraе El Tor M888 Ctx+ и Ctx– , штамма Y. pestis EV НИИЭГ показана высокая эффективность 2D-электрофореза для получения белкового спектра фракций экзопротеинов этих культур, а также идентификации и сравнения экспрессии биомаркеров основных экзопротеинов возбудителей чумы и холеры. 

1. Кадникова Л.А., Копылов П.Х., Дентовская С.В., Анисимов А.П. Капсульный антиген чумного микроба. Инфекция и иммунитет. 2015; 5(3):201–18. DOI: 10.15789/2220-7619-2015-3-201-218.

2. Киреев М.Н., Тараненко Т.М., Храмченкова Т.А., Кравцов А.Л., Гусева Н.П., Полунина Т.А., Подборонова Н.А., Клюева С.И., Шмелькова Т.П. Структурно-функциональные свойства препаратов капсульного антигена Ф1 в процессе хранения. Биотехнология. 2005; 5:41–3.

3. Наумов А.В., Ледванов М.Ю., Дроздов И.Г. Иммунология холеры. Саратов; 1995. 69 с.

4. Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: Электрофорез и ультрацентрифугирование. М.: Наука; 1981. 288 с.

5. Полунина Т.А., Варшавская Ю.С., Заднова С.П., Краснов Я.М. Применение 2D-электрофореза для получения «белковых портретов» лизатов бактериальных культур возбудителей особо опасных инфекций. Пробл. особо опасных инф. 2016; 1:97–101. DOI: 10.21055/0370-1069-2016-1-97-101.

6. Сердобинцев Л.Н., Тараненко Т.М., Веренков М.С., Наумов А.В. Получение капсульного антигена методом одноэтапной гелевой фильтрации. В кн.: Вопросы профилактики природно-очаговых инфекций. Саратов; 1983. С. 37–41.

7. Шуколюков С.А. Нативный электрофорез в протеомике клетки: BN- и CN-PAGE. Цитология. 2011; 53(2):159–65.

8. Andrews G.P., Heath D.G., Anderson G.W., Welkos S.L., Friedlander A.M. Fraction 1 capsular antigen (F1) purification from Yersinia pestis CO92 and from an Escherichia coli recombinant strain and efficacy against lethal plague challenge. Infect. Immun. 1996; 64(6):2180–7.

9. Baker E.E., Sommer H., Foster L.E., Meyer E., Meyer K.F. Studies on immunization against plague. I. The isolation and characterization of the soluble antigen of the Pasteurella pestis. J. Immunol. 1952; 68(2):131–45.

10. Bharati K., Ganguly N.K. Cholera toxin: a paradigm of a multifunctional protein. Indian J. Med. Res. 2011; 133:179–87.

11. Bradford M.M. Rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 1976; 72:248–54.

12. Chromy B.A., Choi M.W., Murphy G.A., Gonzales A.D., Corzett C.H., Chang B.C., Fitch J.P., McCutchen-Maloney S.L. Proteomic characterization of Yersinia pestis virulence. J. Bacteriol. 2005; 187(23):8172–80. DOI: 10.1128/JB.187.23.8172-8180.2005.

13. Iwanaga M., Yamamoto K., Higa N., Ichinose Y., Nakasone N., Tanabe M. Culture conditions for stimulating cholera toxin production by Vibrio cholerae O1 El Tor. Microbiol. Immunol. 1986; 30:1075–83.

14. Gill D.M. The arrangement of subunits in cholera toxin. Biochemistry. 1976; 15:1242–8.

15. Laemmli W.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970; 227:80–5.

16. Mekalanos J.J. Production and purification of cholera toxin. Methods Enzymol. 1988; 165:169–75.

17. Runco L.M., Myrczek S., Bliska J.B., Thanassi D.G. Biogenesis of the F1 capsule and analysis of the ultrastructure of Yersinia pestis. J. Bacteriol. 2008; 190(9):3381–5. DOI: 10.1128/JB.01840-07.

18. Spanglert B.D. Structure and function of cholera toxin and the related Escherichia coli heat-labile enterotoxin. Microbiol. Rev. 1992; 56(4):622–47.

19. Vorontsov E.D., Dubichev A.G., Serdobintsev L.N., Naumov A.V. Association-dissociation processes and supermolecular organization of the capsule antigen (protein F1) of Yersinia pestis. Biomed. Sci. 1990; 1(4):391–6.