DOI: https://doi.org/10.18524/2307-4663.2019.3(47).182815

ВПЛИВ ДЕКСТРАНУ 70 НА АГРЕГАЦІЮ ПРОТИПУХЛИННОГО ЦИТОКІНА ЕМАР ІІ

Л. А. Коломієць, Д. М. Ложко, В. М. Заєць, О. Ю. Чуніхін, Н. В. Гордовська, О. І. Корнелюк

Анотація


Мета. Визначення впливу температури на агрегаційні властивості рекомбінантного цитокіна ЕМАР ІІ (ендотеліальний моноцит, що активує поліпептид ІІ) та його комплексу з поліцукридом декстраном 70 в розчині. Методи. Бактеріальна експресія рекомбінантного білка, метал-хелатувальна афінна хроматографія, динамічне розсіювання світла, моделювання просторової структури. Результати. Досліджені агрегаційні властивості рекомбінантного цитокіна ЕМАР ІІ та його комплексу з декстраном 70 і встановлені розміри комплекса методом динамічного розсіювання світла. Показана стабілізація цитокіна ЕМАР ІІ декстраном 70 при підвищенні температури в межах від 20 °С до 55 °С. За допомогою комп’ютерного моделювання молекулярного докінгу запропоновані можливі механізми агрегації цитокіну ЕМАР ІІ та його стабілізації декстраном 70. Висновки. Отримані результати свідчать, що протипухлинний рекомбінантний цитокін ЕМАР ІІ утворює білкові агрегати при підвищенні температури. Стабільність цитокіна ЕМАР ІІ в розчині підвищується в результаті взаємодії з декстраном 70. Стабілізація структури ЕМАР ІІ в комплексі розширює можливості досліджень протипухлинних властивостей цього цитокіна та його практичного використання.

Ключові слова


цитокін ЕМАР ІІ; декстран 70; агрегація; молекулярний докінг; E. coli BL21(DE3)pLysE

Повний текст:

PDF

Посилання


Pérez-Herrero E, Fernández-Medarde A. Advanced targeted therapies in cancer: Drug nanocarriers, the future of chemotherapy. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2015; (93):52 – 79.

Pesarrodona M, Jauset T, Díaz-Riascos ZV. et al. Antitumoral proteins to breast cancer by local administration of functional inclusion bodies. Adv. Sci. 2019;(18). doi: 10.1002/advs.201900849.

Chaudhuri R, Cheng Y, Middaugh CR, Volkin DB. High-Throughput Biophysical Analysis of Protein Therapeutics to Examine Interrelationships Between Aggregate Formation and Conformational Stability. AAPS J. 2013; (1): 48 – 64.

Bond MD, Panek ME, Zhang Z, Wang D, Mehndiratta P, Zhao H, Volkin DB. Evaluation of a Dual-Wavelength Size Exclusion HPLC Method With Improved Sensitivity to Detect Protein Aggregates and Its Use to Better Characterize Degradation Pathways of an IgG1 Monoclonal Antibody. J. Pharm. Sci. 2010; 99(6):2582 – 2597.

Wuchner K, Büchler J, Spycher R, Dalmonte P, Volkin DB. Development of a Microflow Digital Imaging Assay to Characterize Protein Particulates During Storage of a High Concentration IgG1 Monoclonal Antibody Formulation. J. Pharm. Sci. 2010; 99(8): 3343 – 3361.

Wu F, Zhou Z, Su J, Wei L, Yuan W, Jin T. Development of dextran nanoparticles for stabilizing delicate proteins. Nanoscale Res. Let. 2013; 8(1): 197. doi: 10.1186/1556-276X-8-197.

Reznikov A, Chaykovskaya L, Polyakova L, Kornelyuk A. Antitumor effect of endothelial monocyte-activating polypeptide-II on human prostate adenocarcinoma in mouse xenograft model. Exp. Oncol. 2007; (29): 267 – 71.

Lal CV, Schwarz MA. Vascular Mediators in Chronic Lung Disease of Infancy: Role of Endothelial Monocyte Activating Polypeptide II (EMAP II). Birth Defects Res. 2014; 100(1): 180 – 188.

Kolomiets-Babenko LA, Bohorad-Kobelska OS, Kovalchuk NL, Spivak MJa, Kornelyuk AI. Nanocomposite Complex EMAP II Influence on Tumor Necrosis Factor and Interferon. Biotech. Acta. 2016; 9(5): 18 – 23.

Berger AC, Alexander HR, Wu PC et al. Тumor necrosis factor receptor I (p53) is upregulated on endothelial cell by exposure to the tumor derived cytokine endothelial monocyte-activating polypeptide II (EMAP II). Cytokine. 2000; (12): 992 – 1000.

Kwon HS, Park MC, Kim DG, Cho K, Park YW, Han JM. Identification of CD23 as a functional receptor for the proinflammatory cytokine AIMP1/p43. Journal of Cell Science. 2012; 125(19): 4620 – 4629.

Sambrook J, Fritsch EF, and Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. New York: C.S.H.L. Press; 1989; 2nd ed.

Babenko LA, Skorobogatov OYu, Dubrovskyi OL, Kornelyuk AІ. Optimization bacterial expression of the antitumor cytokine EMAP II in E. coli BL21 (DE3) pLysE cells. Microb.Biotech. 2010; (3):21 – 31.

Lozhko DM, Zhukov IYu, Kornelyuk AІ. Bacterial expression and isotope labeling of 13C/15N cytokine EMAP II for structural studies by NMR spectroscopy. Biopol. Cell. 2011; 27(4):273 – 278.

Nanocomposite anticancer drug. Kornelyuk A.I., Babenko L.A., Kozlov A.V. – № 64374. Opubl.10.11.2011 Byul. N 21.

Comeau SR, Gatchell DW, Vajda S, Camacho CJ. ClusPro: an automated docking and discrimination method for the prediction of protein complexes. Bioinformatics. 2004; 20(1): 45 – 50.

Schneidman-Duhovny D, Inbar Y, Nussinov R, Wolf-son HJ. PatchDock and SymmDock: servers for rigid and symmetric docking. Nucl. Acids Res. 2005; 1(33) (Web Server Issue): W363 – W367.

Pettersen EF, Goddard TD, Huang CC, Couch GS, Greenblatt DM, Meng EC, Ferrin T.E. UCSF Chimera-A visualization system for exploratory research and analysis. J. Comput. Chem. 2004; 25(13): 1605 – 1612.

Trott O, Olson AJ. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization and multithreading. J. Comp. Chem. 2010; 31(2): 455 – 461.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Pérez-Herrero E., Fernández-Medarde A. Advanced targeted therapies in cancer: Drug nanocarriers, the future of chemotherapy // Eur. J. Pharm. Biopharm. – 2015, – 93. – P. 52–79.

Pesarrodona M., Jauset T., Díaz-Riascos Z.V. et al. Antitumoral proteins to breast cancer by local administration of functional inclusion bodies // Adv. Sci. – 2019. – 6, №18. doi: 10.1002/advs.201900849.

Chaudhuri R., Cheng Y., Middaugh C.R., Volkin D.B. High-Throughput Biophysical Analysis of Protein Therapeutics to Examine Interrelationships Between Aggregate Formation and Conformational Stability // AAPS J. – 2013. – 16, № 1. – Р. 48–64.

Bond M.D., Panek M.E., Zhang Z., Wang D., Mehndiratta P., Zhao H., Volkin D.B. Evaluation of a Dual-Wavelength Size Exclusion HPLC Method With Improved Sensitivity to Detect Protein Aggregates and Its Use to Better Characterize Degradation Pathways of an IgG1 Monoclonal Antibody // J. Pharm. Sci. – 2010. – 99, № 6. – Р. 2582–2597.

Wuchner K., Büchler J., Spycher R., Dalmonte P., Volkin, D.B. Development of a Microflow Digital Imaging Assay to Characterize Protein Particulates During Storage of a High Concentration IgG1 Monoclonal Antibody Formulation // J. Pharm. Sci. – 2010. – 99, №8. – Р. 3343–3361.

Wu F., Zhou Z., Su J., Wei L., Yuan W., Jin T. Development of dextran nanoparticles for stabilizing delicate proteins // Nanoscale Res. Let. – 2013. – 8, № 1. 197. doi: 10.1186/1556-276X-8-197.

Reznikov A, Chaykovskaya L, Polyakova L, Kornelyuk A. Antitumor effect of endothelial monocyte-activating polypeptide-II on human prostate adenocarcinoma in mouse xenograft model // Exp. Oncol. – 2007. – 29. – Р. 267–71.

Lal C.V., Schwarz M.A. Vascular Mediators in Chronic Lung Disease of Infancy: Role of Endothelial Monocyte Activating Polypeptide II (EMAP II) Birth Defects Res. – 2014. 100, № 1. – Р. 180–188.

Kolomiets-Babenko L.A., Bohorad-Kobelska O.S., Kovalchuk N.L., Spivak M. Ja., Kornelyuk A.I. Nanocomposite Complex EMAP II Influence on Tumor Necrosis Factor and Interferon // Biotech. Acta. – 2016. – 9, № 5. – P. 18–23.

Berger A.C., Alexander H.R., Wu P.C. et al. Тumor necrosis factor receptor I (p53) is upregulated on endothelial cell by exposure to the tumor derived cytokine endothelial monocyte-activating polypeptide II (EMAP II) // Cytokine. – 2000. – 12, № . – P. 992–1000.

Kwon H.-S., Park M.C., Kim D.G., Cho K., Park Y.W., Han, J.M., Kim. Identification of CD23 as a functional receptor for the proinflammatory cytokine AIMP1/p43 // Journal of Cell Science. – 2012. – 125, № 19. – Р. 4620–4629.

Sambrook J., Fritsch E.F., and Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed. – New York: C.S.H.L. Press, 1989.

Бабенко Л.А., Скоробогатов О.Ю., Дубровський О.Л., Корнелюк О.І. Оптимізація бактеріальної експресії протипухлинного цитокіна ЕМАР ІІ в клітинах E.coli BL21(DE3)pLysE // Мікр.Біотех. – 2010. – № 3. – С. 21–31.

Д.М. Ложко, I.Ю. Жуков, О.І. Корнелюк. Бактеріальна експресія та мічення ізотопами 13C/15N цитокіну EMAP II для структурних досліджень методом ЯМР-спектроскопії // Biopol. Cell. – 2011. – 27, № 4. – P. 273–278.

Корнелюк О.І., Бабенко Л.А., Козлов О.В. Нанокомпозитний протипухлинний препарат. Патент № 64374. Опубліковано 10.11.2011, Бюл.N 21.

Comeau S.R., Gatchell D.W., Vajda S., Camacho C.J. ClusPro: an automated docking and discrimination method for the prediction of protein complexes // Bioinformatics. – 2004. – 20, № 1. – P. 45–50.

Schneidman-Duhovny D., Inbar Y., Nussinov R., Wolf-son H.J. PatchDock and SymmDock: servers for rigid and symmetric docking // Nucl. Acids Res. – 2005. – 1, № 33 (Web Server Issue). – P. W363–W367.

Pettersen E.F., Goddard T.D., Huang C.C., Couch G.S., Greenblatt D.M., Meng E.C., Ferrin T.E. UCSF Chimera-A visualization system for exploratory research and analysis // J. Comput. Chem. – 2004. – 25, № 13. – P. 1605–1612.

Trott O, Olson A.J. AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization and multithreading // J. Comp. Chem. – 2010. – 31, № 2. – P. 455–461.





Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2076-0558 (Print); 2307-4663 (Online)

DOI 10.18524/2307-4663