- •Реферат
- •Введение
- •Обзор и анализ научно технической и патентной информации.
- •Нейтрофины.
- •Общая характеристика.
- •1.2 Нейротрофины в цнс
- •2. Рецепторы нейтрофинов.
- •2.1Высокоаффинный рецептор к нейротрофинам pl40 prototrk
- •2.2 Низкоаффинный рецептор к нейротрофинам p75lntr.
- •Фактор роста нервов.
- •История открытия
- •3.2 Молекулярная характеристика.
- •Третичная структура.
- •3.4 Механизм взаимодействия ngf с рецепторами.
- •3.5 Захват и ретроградный транспорт ngf.
- •3.6 Функции ngf в организме.
- •3.6.1 Действие ngf на нервные клетки.
- •3.6.2 Значение ngf в метаболизме.
- •3.6.3 Участие ngf в патологических состояниях.
- •4. Современные достижения в получении рекомбинантного ngf для фармацевтической индустрии.
- •5 Экспрессия рекомбинантных генов.
- •5.1 Вводная часть.
- •5.2 Конструирование экспрессионных векторов и их функционирование.
- •5.3 Факторы, оказывающие влияние на эффективность экспрессии рекомбинантных генов.
- •6 Выводы по разделу
- •Основная часть
- •1. Материалы, методы и оборудование
- •1.1 Оборудование
- •1.2 Программное обеспечение
- •1.3 Лабораторные посуда и расходные материалы.
- •1.4 Штаммы e.Coli
- •1.5 Среды для выращивания бактерий
- •1.6 Препараты днк
- •1.7 Ферменты
- •1.7 Реактивы и наборы реактивов
- •Приготовление рвs буфера (х10):
- •10% Уксусная кислота
- •1.9.1 Рестрикция
- •1.9.2 Электрофоретичское разделение днк в агарозном геле.
- •1.9.3 Выделение днк из агарозного геля.
- •1.9.4. Полимеразная цепная реакция (пцр).
- •1.9.5 Лигирование.
- •1.9.6 Pipes трансформация клеток e. Coli плазмидной днк
- •1.9.7 Культивирование, выделение и очистка плазмидной днк из клеток e. Coli
- •1.9.8 Проведение пцр-скрининга.
- •1.9.9 Секвенированиеплазмидной днк.
- •1.9.10 Быстрая трансформация.
- •1.9.11 Анализ экспрессии целевого гена.
- •1.9.12 Выделение суммарного (общего) белка из клеток e. Сoli.
- •1.9.14 Фракционирование белков из клеток e. Сoli.
- •1.9.15 Денатурирующий белковый электрофорез в sds-пааг.
- •1.9.16 Отмывка телец включения
- •1.9.17 Растворение телец включения
- •1.9.18 Выделение SumoNgf при помощи металло-хелат-аффинной хроматографии
- •1.9.19 Рефолдинг белка
- •1.9.20 Расщепление гибридного белка SumoNgf
- •2. Экспериментальные исследования
- •2.1 Получение векторных конструкций.
- •2.1.1 Сборка гена ngf методом пцр.
- •2.1.2 Получение векторной конструкции pTngf
- •2.1.3 Получение гибридной последовательности SumoNgf.
- •2.1.4 Получение векторной конструкции pTSumoNgf.
- •2.2 Биосинтез целевого и гибридного белка. Подбор условий культивирования.
- •2.2.1 Биосинтез белка ngf.
- •2.2.1 Биосинтез гибридного белка SumoNgf.
- •2.3 Выделение и очистка рекомбинантного фактора роста нервов человека.
- •2.3.1 Отмывка и растворение телец включения
- •2.3.2 Металло-хелатная аффинная хроматография
- •2.3.3 Масс-спектрометрия гибридного белка ngf
- •2.3.4 Рефолдинг гибридного белка SumoNgf
- •2.3.5 Ферментативное расщепление гибридного белка SumoNgf
- •2.3.5 Очистка ngf на катионобменной хроматографии.
- •2.3.5 Разработка обобщённой схемы производства рекомбинантного ngf
- •Организационно – экономический раздел
- •Технико-экономическое обоснование нир
- •2. Расчёт затрат на научно-исследовательскую работу
- •2.1. Расчет материальных затрат (Cм)
- •2.2. Энергетические затраты.
- •4.2.3. Расчет затрат на заработную плату.
- •2.4. Расчет затрат на стеклянную посуду, стеклянные приборы и пластик.
- •4.2.5. Амортизационные отчисления (Сам.).
- •2.6. Накладные расходы.
- •3 Выводы по разделу
- •Безопасность жизнедеятельности
- •1 Краткая характеристика выполняемой работы.
- •2 Опасные и вредные производственные факторы на основных стадиях выполнения дипломной работы.
- •3 Перечень наиболее опасных мест на стадиях выполнения дипломной работы.
- •Основные физико-химические, токсические и пожаровзрывоопасные свойства используемых в работе веществ.
- •5 Обеспечение безопасности труда в лаборатории.
- •6 Производственная санитария.
- •6.1 Установление категории лабораторного помещения.
- •6.2 Разработка мероприятий по работе с вредными веществами.
- •6.3 Метеорологические условия.
- •6.4 Вентиляция.
- •6.5 Освещение.
- •6.7 Отопление.
- •7 Техника безопасности.
- •7.1 Электробезопасность.
- •7.2 Пожарная профилактика.
- •8. Выводы по разделу.
2.3.3 Масс-спектрометрия гибридного белка ngf
В подтверждения того, что полученный нами белок действительно является гибридным белком SumoNGF, вырезанные полосы из геля передали на масс-спектрометрический анализ на приборе Ultraflex Tof/Tof (Bruker Daltonik). Белковые полосы подвергались трипсинолизу, после чего масс-спектр положительно заряженных ионов снимался в отражательном режиме с использованием 2,5-дигидроксибензойной кислоты в качестве матрицы. Количество выявленных при помощи масс-спектрометра пептидных фрагментов, соответствующих последовательности SumoNGF (sequence coverage 36.7%), позволяет утверждать, что полученный нами белок действительно является гибридным белком SumoNGF (Приложение _ )
2.3.4 Рефолдинг гибридного белка SumoNgf
Известно, что ренатурация in vitro протекает по пути, в основном повторяющему природный, но в искусственной среде путь может разветвляться, приводя в итоге к неправильному сворачиванию полипептидных цепей. Правильное протекание процесса зависит от условий среды, которые не должны препятствовать реализации нативной структуры белка. Температура, состав, рН среды, условия проведения, концентрация белка и денатурирующего агента оказывает существенное влияние на рефолдинг белка []. Оптимальные условия проведения ренатурации не поддаются строгой систематизации и являются уникальными для каждого конкретного белка.
Подбор условий проведения рефолдинга для исследуемого гибридного белка осуществляли согласно литературным данным [ , , ]
На первом этапе данной части исследовательской работы проводили обессоливание раствора гибридного белка с помощью колонки PD - 10 Растворенные тельца включения перевели в буфер 3 М Мочевины 100 мМ Tris pH 8.0.
Далее рефолдинг проводили по схемам указанным в таблице _.
Таблица _ - Схемы проведения рефолдинга.
№ буфера |
Условия рефолдинга |
1 |
Белковый раствор разбавляли в 12 раз до концентрации белка 0.2 мг/мл и экспозиционировали 48 часов в холодильнике. |
2 |
Белковый раствор разбавляли в 12 раз до концентрации белка 0.2 мг/мл и экспозиционировали 48 часов в холодильнике. |
3 |
Белковый раствор разбавляли в 12 раз до концентрации белка 0.2 мг/мл и экспозиционировали 48 часов в холодильнике. |
4 |
Белковый раствор разбавляли в 12 раз до концентрации белка 0.2 мг/мл и экспозиционировали 48 часов в холодильнике. |
5 |
Белковый раствор разбавляли в 12 раз до концентрации белка 0.2 мг/мл и экспозиционировали 48 часов в холодильнике. |
6 |
Белковый раствор разбавляли в 12 раз до концентрации белка 0.2 мг/мл и экспозиционировали 48 часов в холодильнике. |
7 |
Белковый раствор разбавляли в 10 раз до концентрации белка 0.1 мг/мл и экспозиционировали 72 часов в холодильнике |
8 |
Белковый раствор разбавляли в 10 раз до концентрации белка 0.1 мг/мл и экспозиционировали 72 часов в холодильнике |
№ буфера |
Условия рефолдинга |
9 |
Белковый раствор разбавляли в 10 раз до концентрации белка 0.1 мг/мл и экспозиционировали 72 часов в холодильнике |
10 |
Белковый раствор разбавляли в 10 раз до концентрации белка 0.1 мг/мл и экспозиционировали 72 часов в холодильнике |
11 |
Белковый раствор разбавляли в 10 раз до концентрации белка 0.1 мг/мл и экспозиционировали 72 часов в холодильнике |
12 |
Белковый раствор разбавляли в 10 раз до концентрации белка 0.1 мг/мл и экспозиционировали 72 часов в холодильнике |
По окончанию рефолдинга результаты анализировались с помощью белкового электрофореза по методу Лэммли (Рисунки _ и _ ).
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №1 №2 №3 №4 №5 №6
А
Б
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Рисунок _ - Результаты рефолдинга с использованием схем № 1 – 6
А. Белковый электрофорез с 2 –меркаптоэтанолом
Б. Белковый электрофорез без 2 –меркаптоэтанола
1. Белковый маркер, 2 – 13. Результаты рефолдинга схем № 1 – 6
№7 №8 №9 №10 №11 №12 №7 №8 №9 №10 №11 №12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
А Б
Рисунок _ - Результаты рефолдинга с использованием схем № 7 – 12
А. Белковый электрофорез с 2 –меркаптоэтанолом
Б. Белковый электрофорез без 2 –меркаптоэтанола
1. Очищенный гибридный белок с помощью МХАХ
2 – 13. Результаты рефолдинга схем № 7 – 12
При использовании схем № 1 – 6 существенная часть белка SumoNGF после ренатурации находилась в виде агрегатов, а так же на вторые сутки рефолдинга на электрофорезе без 2 - меркаптоэтанола пропали полосы соответствующие димеру. Что делает нецелесообразным использовать их в дальнейшем.
Для решения данной проблемы нами были предложены схемы № 7 – 12. В результате гибридного белка в виде агрегатов стало меньше, а полосы на электрофорезе без 2 – меркаптоэтанола на 2 и 3 сутки не пропадали. Лучше всего рефолдинг прошел при использовании схемы № 10 с 0.8 мМ аргинином, где почти не наблюдалось агрегатов.
В дальнейшем данная схема рефолдинга была использована для получения белка в нативной комформации.