Tinh sạch protein LTA tái tổ hợp
Sau khi đã xác định được điều kiện nuôi cấy
và biểu hiện tối ưu, chúng tôi tiến hành nuôi
cấy vi khuẩn E. coli BL21 tái tổ hợp mang gen
eltA trong 400 ml môi trường YJ có bổ sung
Kanamycin (50 µg/ml), nhiệt độ nuôi cấy 37ºC,
tốc độ lắc 200 vòng/phút, khi mật độ tế bào vi
khuẩn đạt OD600 = 0,8 thì tiến hành cảm ứng
với 0,8 mM IPTG, nuôi lắc 200 vòng/phút ở 25ºC
trong thời gian 12 giờ. Dịch thu được sau khi phá
vỡ tế bào có chứa kháng nguyên tái tổ hợp LTA
được lọc bằng gel ProBondTM Purification System
Kit (Invitrogen, USA). Độ tinh sạch của protein
được thể hiện trong kết quả điện di (hình 7).
KẾT LUẬN
Chúng tôi đã tối ưu hóa được quy trình
sản xuất kháng nguyên tái tổ hợp LTA ở quy
mô phòng thí nghiệm. Môi trường nuôi cấy
YJ cho khả năng sinh trưởng tốt nhất với
tỷ lệ tiếp giống 1% (OD600 = 0,8), lắc 200
vòng/phút ở 37ºC sau 8 giờ nuôi cấy. Mức
độ biểu hiện của protein dung hợp 6xHisLTA cũng cho kết quả tốt nhất trên môi
trường YJ, nồng độ chất cảm ứng IPTG 0,8
mM, nuôi lắc ở 200 vòng/phút, nhiệt độ cảm
ứng 25ºC trong thời gian 12 giờ. Sắc ký lọc
gel cho thấy sản phẩm protein dung hợp
6xHis-LTA có khối lượng phân tử khoảng
30 kDa.
7 trang |
Chia sẻ: hachi492 | Lượt xem: 1 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Cải thiện mức độ biểu hiện protein tái tổ hợp LTA của escherichia coli trong tế bào khả biến, escherichia coli BL21 (DE3), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
49
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXV SỐ 5 - 2018
CAÛI THIEÄN MÖÙC ÑOÄ BIEÅU HIEÄN PROTEIN TAÙI TOÅ HÔÏP LTA CUÛA
ESCHERICHIA COLI TRONG TEÁ BAØO KHAÛ BIEÁN,
ESCHERICHIA COLI BL21 (DE3)
Đinh Thị Bích Lân1, Phùng Thăng Long2, Lê Đức Thạo1,
Lê Quốc Việt1,Hoàng Thị Thùy Nhung1, Đặng Thị Hương1,
Lê Công Thịnh1, Huỳnh Văn Chương1, Đặng Thanh Long1, Nguyễn Thị Thu Hiền3
TÓM TẮT
Nghiên cứu này được thực hiện nhằm cải thiện mức độ biểu hiện kháng nguyên tái tổ hợp LTA trong tế
bào E. coli, chủng BL21 (DE3) mang gen eltA của vi khuẩn E. coli. Kết quả nghiên cứu cho thấy môi trường
nuôi cấy YJ cho khả năng sinh trưởng tốt nhất với tỷ lệ tiếp giống là 1% (OD600 = 0,8), lắc 200 vòng/phút ở
37ºC sau 8 giờ nuôi cấy. Mức độ biểu hiện của protein dung hợp 6xHis-LTA cũng cho kết quả tốt nhất trên môi
trường YJ trong cùng điều kiện tối ưu (nồng độ chất cảm ứng Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG)
0,8 mM, lắc 200 vòng/phút, nhiệt độ cảm ứng 25ºC trong thời gian 12 giờ). Sắc ký lọc gel 6xHis cho thấy sản
phẩm protein dung hợp 6xHis-LTA có khối lượng phân tử khoảng 30 kDa.
Từ khóa: protein dung hợp, LTA, độc tố, E. coli
Enhancing expression of recombinant protein LTA of Escherichia coli in
competent cells, Escherichia coli BL21 (DE3)
Dinh Thi Bich Lan, Phung Thang Long, Le Duc Thao,
Le Quoc Viet, Hoang Thi Thuy Nhung, Dang Thi Huong,
Le Cong Thinh, Huynh Van Chuong, Dang Thanh Long, Nguyen Thi Thu Hien
SUMMARY
Improvement of the recombinant protein expression level in E. coli strain BL21 (DE3) encoding
gene eltA of E. coli was conducted. The studied results showed that YJ medium had given the
best growth of E. coli BL21 (DE3) in comparison with other media in the same 1% initial seed
inoculum size (OD600 = 0.8), shaking 200 rpm at 370C for 8 hours. The highest level of fusion
protein (6xHis-LTA) was obtained from YJ medium in the same optimum culture condition (0.8
mM Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) for 12 hours at 250C). Molecular weight of
purified 6xHis-LTA protein from 6xHis affinity chromatography was about 30 kDa.
Keywords: fusion protein, LTA, toxin, E. coli.
1. Viện Công nghệ sinh học, Đại học Huế
2. Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế
3. Trường Đại Kinh tế Nghệ An.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) là nguyên
nhân chính gây ra tiêu chảy ở người và động
vật do có khả năng tiết ra các loại độc tố gây
rối loạn chức năng chuyển hóa nước và muối ở
ruột [8]. Các loại độc tố này bao gồm: độc tố
chịu nhiệt (heat stable enterotoxin - ST) và độc
tố không chịu nhiệt (heat labile enterotoxin - LT).
LT có các tiểu phần LTA và LTB, là protein có
tính kháng nguyên mạnh, quyết định tới độc lực
của nhóm vi khuẩn E. coli gây tiêu chảy (ETEC)
[7]. Kháng thể kháng độc tố có khả năng hạn chế
tác hại của độc tố. Vì vậy, nghiên cứu nhằm tạo
ra kháng nguyên tái tổ hợp, tạo nguồn nguyên
liệu sản xuất kháng thể kháng LTA và LTB, sử
dụng trong phòng và trị bệnh do E. coli gây ra
50
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXV SỐ 5 - 2018
là cần thiết. Trong nghiên cứu trước, chúng tôi
đã tạo dòng và biểu hiện thành công gen eltA
trong tế bào E.coli BL21(DE3) [3]. Tuy nhiên,
để sản xuất protein LTA tái tổ hợp chất lượng
cao với giá thành thấp, cần tiến hành nghiên cứu
nhằm cải thiện quy trình biểu hiện protein tái
tổ hợp. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh
giá mức độ biểu hiện protein tái tổ hợp LTA của
vi khuẩn E. coli mang gen eltA trong các môi
trường với các điều kiện biểu hiện khác nhau
nhằm tìm ra môi trường và điều kiện tối ưu để
sản xuất protein tái tổ hợp LTA ở quy mô phòng
thí nghiệm.
II. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu
- Tế bào E. coli BL21 (DE3) tái tổ hợp có
chứa vector pET200/D-TOPO (Invitrogen,
USA) mang gen mã hóa protein LTA do chúng
tôi tự thiết kế và chế tạo [3].
- Các loại môi trường nuôi cấy LB, SOB,
SOC, TB, YJ, M9ZB, HSG [2], hóa chất dùng
để pha các loại môi trường này đều là sản phẩm
của hãng Merck, Đức.
- IPTG (Isopropyl β-D-1-
thiogalactopyranoside) của hãng Biorad, Mỹ.
- Hệ thống gel lọc ProBondTM Purification
System Kit của hãng Invitrogen, Mỹ.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Nuôi cấy vi khuẩn
Chủng E. coli BL21(DE3) tái tổ hợp mang
gen mã hóa kháng nguyên LTA của E. coli được
nuôi cấy trong các bình tam giác, mỗi bình chứa
50 ml một trong các loại môi trường nêu trên
có bổ sung kanamycin (50 µg/ml) ở các mức
nhiệt độ, thời gian nuôi cấy, tốc độ lắc, nồng độ
chất cảm ứng IPTG, mật độ của tế bào tại thời
điểm bổ sung chất cảm ứng và thời gian cảm
ứng khác nhau, tùy theo từng thí nghiệm cụ thể.
Thu nhận và tinh sạch kháng nguyên tái tổ
hợp
Sau khi nuôi cấy, sinh khối tế bào được thu
nhận bằng cách ly tâm 6.000 vòng/phút trong 10
phút ở 4ºC và tái huyền phù trong TNE (50 mM
Tris-HCl pH 7,5, 100 mM NaCl, 2 mM EDTA)
+ 1% Triton X-100 + 1 mg/ml lysozyme), ủ
trong đá 60 phút, sau đó siêu âm 5 phút và ly
tâm 15.000 vòng/phút trong 15 phút ở 4ºC.
Protein tái tổ hợp LTA được tinh sạch bằng gel
ProBondTM Purification System Kit. Mức độ
biểu hiện protein được phân tích bằng điện di
SDS-PAGE 15%.
Phân tích số liệu
Các thí nghiệm được lặp lại 3 lần, số liệu sinh
trưởng được tính giá trị trung bình và phân tích
ANOVA (Duncan’ test, p<0,05) bằng chương
trình SAS.
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Khả năng sinh trưởng của E. coli BL21
(DE3) tái tổ hợp mang gen eltA mã hóa
protein LTA trong các loại môi trường khác
nhau
Chúng tôi đã tiến hành nuôi cấy chủng E.
coli BL21 (DE3) tái tổ hợp mang gen eltA mã
hóa protein LTA trên các môi trường khác nhau
(LB, TB, SOC, SOB và YJ) trong cùng điều
kiện (tỷ lệ tiếp giống 1%, sinh trưởng ở 370C,
tốc độ lắc 200 vòng/phút). Sau 10 giờ nuôi cấy,
khả năng sinh trưởng của vi khuẩn E. coli được
xác định bằng cách đo mật độ quang ở bước
sóng 600nm.
Bảng 1. Sinh trưởng của chủng E. coli
BL21 (DE3) mang gen eltA mã hóa protein
LTA ở các môi trường khác nhau
Môi trường Mật độ tế bào OD600
LB 2,577c
TB 2,655b
YJ 2,880a
SOC 1,479e
SOB 2,413d
Chú thích: Các chữ cái khác nhau trong cùng
một cột chỉ sự sai khác có ý nghĩa thống kê theo
Duncan’s test (p<0,05)
51
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXV SỐ 5 - 2018
Kết quả ở bảng 1 cho thấy, môi trường YJ
cho mật độ tế bào cao nhất (OD600 = 2,880;
p<0,05), tiếp đến là các môi trường LB và TB.
Môi trường SOC cho mật độ tế bào thấp nhất
(OD600 = 1,479).
Môi trường YJ đã được nhiều tác giả sử
dụng trong nuôi cấy sinh khối E. coli trước
khi sản xuất các protein tái tổ hợp. Chẳng hạn,
Karbalaei-Heidari H.R. và cs. đã sử dụng môi
trường YJ để biểu hiện gen zinc-metalloprotease
của Salinivibrio sp. AF-2004 [9].
3.2. Khảo sát đường cong sinh trưởng
Chúng tôi khảo sát đường cong sinh trưởng
của vi khuẩn E. coli chủng BL21 (DE3) tái
tổ hợp mang gen mã hóa kháng nguyên LTA
trong 50 ml môi trường YJ có bổ sung 50 µg/
ml kanamycin ở nhiệt độ 37ºC, tốc độ lắc 200
vòng/phút, tỷ lệ tiếp giống là 0,1% (v/v, OD600
= 1) trong thời gian nuôi 28 giờ. Mật độ tế bào
được đo ở OD600 tại các thời điểm 2, 4, 6, 8,
10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 và 28 giờ nuôi.
Đường cong sinh trưởng được xây dựng bằng
phần mềm Excel 2007 để tìm thời gian nuôi cấy
tối ưu.
Hình 1. Đường cong sinh trưởng của
chủng E. coli BL21 (DE3) mang gen eltA
Đường cong sinh trưởng của tế bào được
trình bày ở hình 1 cho thấy pha lag kéo dài
khoảng 2 giờ, pha sinh trưởng kéo dài từ
2-14 giờ, pha cân bằng duy trì từ 14-20 giờ và
cuối cùng là pha chết. Sau 20 giờ nuôi cấy, mật
độ tế bào cho giá trị OD600 cao nhất, tế bào
tăng trưởng mạnh nhất là trong khoảng thời gian
từ 8-10 giờ.
Kết quả nghiên cứu này tương tự với kết quả
nghiên cứu trước đây của chúng tôi trên chủng
E. coli BL21 (DE3) chứa vector tái tổ hợp mang
gen Cp23 [1] , và kết quả của Nguyễn Hoàng
Lộc và cs. khi khảo sát đường cong sinh trưởng
của chủng E. coli BL21 (DE3) mang gen tái tổ
hợp faeG mã hóa cho kháng nguyên bám dính
K88 [4] .
3.3. Tỷ lệ tiếp giống tối ưu
Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống đến khả năng
sinh trưởng của tế bào E. coli tái tổ hợp được
xác định dựa trên mật độ tế bào (OD600) sau 10
giờ nuôi vi khuẩn trong cùng điều kiện (nhiệt
độ, tốc độ lắc , môi trường YJ), nhưng khác
nhau về tỷ lệ tiếp giống ban đầu. Kết quả trình
bày ở bảng 2 cho thấy khi nuôi trong cùng điều
kiện thì tỷ lệ tiếp giống 1% cho kết quả tốt nhất,
mật độ tế bào cho giá trị OD600 là 2,524.
3.4. Tốc độ lắc tối ưu
Chúng tôi tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của
tốc độ lắc (150, 180, 200, 220 và 250 vòng/
phút) lên khả năng sinh trưởng của vi khuẩn E.
coli chủng BL21 (DE3) tái tổ hợp mang gen mã
hóa protein LTA được nuôi trong môi trường YJ
với tỷ lệ tiếp giống là 1%, nhiệt độ nuôi 37°C.
Kết quả được trình bày ở bảng 3.
Bảng 2. Sinh trưởng của chủng E. coli
BL21 (DE3) mang gen eltA mã hóa protein
LTA ở các tỷ lệ tiếp giống khác nhau
Tỷ lệ tiếp giống (%) Mật độ tế bào (OD600)
0,1 1,957e
0,5 2,276c
1 2,524a
2 2,463b
3 2,321c
4 2,279c
5 2,220d
Chú thích: Các chữ cái khác nhau trong cùng
một cột chỉ sự sai khác có ý nghĩa thống kê
(p<0,05)
52
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXV SỐ 5 - 2018
Kết quả ở bảng 3 cho thấy ở các tốc độ lắc
khác nhau thì mật độ tế bào sau 10 giờ nuôi cấy
sẽ khác nhau và đạt cực đại ở tốc độ lắc 200
vòng/phút (OD600 = 2,880), với tốc độ lắc cao
hơn thì mật độ tế bào bắt đầu giảm (từ 220 vòng/
phút đến 250 vòng/phút).
Tốc độ lắc 200 vòng/phút cũng được nhiều
tác giả sử dụng trong nhân giống E. coli để sản
xuất protein tái tổ hợp: biểu hiện protein GP41
của virus HIV [6], protein 3-1E của Eimeria [2].
3.5. Môi trường biểu hiện tối ưu
Khả năng biểu hiện của protein dung hợp
6xHis-LTA được khảo sát trên 5 loại môi trường
với các thành phần khác nhau (LB, YJ, TB,
HSG và M9ZB cải tiến). Thí nghiệm được tiến
hành trong cùng một điều kiện (cảm ứng với 0,8
mM IPTG, lắc 200 vòng/phút ở 37ºC trong thời
gian cảm ứng là 8 giờ). Kết quả điện di SDS-
PAGE cho thấy môi trường YJ cho kết quả biểu
hiện kháng nguyên tái tổ hợp LTA tốt nhất, tiếp
đến là môi trường HSG và M9ZB cải tiến, môi
trường LB và TB cho hàm lượng kháng nguyên
thấp hơn các môi trường YJ, HSG và M9ZB
(Hình 2). Nguyễn Hoàng Lộc và cs (2014) cho
thấy môi trường thích hợp cho sự biểu hiện của
kháng nguyên bám dính K88-1NT là M9ZB cải
tiến [4]. Đinh Thị Bích Lân và cs. (2016) cho
thấy kháng nguyên 3-1E biểu hiện trong môi
trường LB mạnh hơn so với các môi trường TB,
YJ, SOB và SOC [2].
Hình 2. Ảnh hưởng của môi trường lên
mức độ biểu hiện protein tái tổ hợp LTA
M: khối lượng thang chuẩn protein (10-170 kDa,
Bio-Base). NC1: E. coli không mang vector tái tổ
hợp. NC2: E. coli mang vector tái tổ hợp không bổ
sung chất cảm ứng IPTG. M9ZB, HSG, LB, YJ, TB:
E. coli mang vector tái tổ hợp được cảm ứng IPTG
trong các môi trường M9ZB; HSG; LB; YJ và TB.
3.6. Nồng độ tối ưu của chất cảm ứng IPTG
Nồng độ của chất cảm ứng có ảnh hưởng lớn đến
hiệu suất biểu hiện của protein tái tổ hợp. Để xác định
nồng độ tối ưu của IPTG (BioRad) sử dụng cho cảm
ứng biểu hiện kháng nguyên LTA trên môi trường YJ
với nhiệt độ cảm ứng 37ºC, lắc 200 vòng/phút trong
thời gian 10 giờ, chúng tôi sử dụng IPTG với các
nồng độ 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1,0, 1,2 và 1,5 mM. Kết
quả điện di trên gel SDS-PAGE 15% cho thấy kháng
nguyên tái tổ hợp LTA bắt đầu tổng hợp khi bổ sung
với 0,2 mM IPTG, đạt giá trị cao tương đương nhau
ở các nồng độ IPTG từ 0,8 đến 1,5 mM. Vì vậy,
nồng độ 0,8 mM IPTG là nồng độ tối ưu cho biểu
hiện protein LTA (Hình 3). Kết quả này tương đương
với kết quả nghiên cứu của Lu và cs. (2015) khi tối
ưu các điều kiện biểu hiện IFN-CSP trong tế bào E.
coli BL21 với vector biểu hiện là pET-21b [11].
Bảng 3. Sinh trưởng của chủng E. coli
BL21 (DE3) mang gen eltA mã hóa protein
LTA ở các tốc độ lắc khác nhau
Tốc độ lắc (Vòng/phút) Mật độ tế bào (OD600)
150 2,372c
180 2,590b
200 2,880a
220 2,082e
250 2,183d
Chú thích: Các chữ cái khác nhau trong cùng
một cột chỉ sự sai khác có ý nghĩa thống kê
(p<0,05).
53
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXV SỐ 5 - 2018
Hình 3. Kết quả biểu hiện protein LTA tái
tổ hợp khi được cảm ứng bởi IPTG ở các
nồng độ khác nhau
M: khối lượng thang chuẩn protein (10-170 kDa,
Bio-Base). NC: E. coli không mang vector tái tổ
hợp, không được cảm ứng. 0,2- 1,5 mM: E.coli
mang vector tái tổ hợp được cảm ứng bởi IPTG ở
các nồng độ 0,2- 1,5 mM.
3.7. Thời gian cảm ứng tối ưu
Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của
thời gian cảm ứng IPTG khác nhau (2, 4, 6,
8, 10, 12, 14 và 16 giờ) lên mức độ biểu hiện
protein LTA trong cùng điều kiện (0,8 mM
IPTG, lắc 200 vòng/phút, nhiệt độ cảm ứng
37ºC) . Kết quả điện di trên gel SDS-PAGE 15%
cho thấy thời gian cảm ứng 12 giờ cho nồng độ
protein LTA tái tổ hợp cao nhất (hình 4).
Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian cảm ứng
lên biểu hiện kháng nguyên tái tổ hợp LTA
M: khối lượng thang chuẩn protein (10-170
kDa, Bio-Base). 2- 16: là thời gian cảm ứng
IPTG.
3.8. Nhiệt độ cảm ứng tối ưu
Để xác định nhiệt độ cảm ứng tối ưu, sau khi
đã nuôi tăng sinh E. coli ở 37oC đến khi mật độ
tế bào đạt giá trị OD600 = 0,8, chúng tôi đã tiến
hành cảm ứng IPTG ở các nhiệt độ khác nhau
(16, 20, 25, 30 và 37ºC) trong 12 giờ và trong
cùng các điều kiện cảm ứng (môi trường biểu
hiện YJ, tốc độ lắc 200 vòng/phút và nồng độ
chất cảm ứng IPTG là 0,8mM), thu protein tái tổ
hợp và điện di SDS-PAGE 15%.
Kết quả điện di (hình 5) cho thấy lượng
protein thu được ít nhất khi tiến hành cảm ứng
ở 160C, lượng protein tăng cao hơn ở 200C và
cao nhất ở 250C . Lượng protein vẫn duy trì ở
mức cao khi nhiệt độ cảm ứng là 300C và 370C,
tuy nhiên ở mức thấp hơn so với 250C. Vì thế
chúng tôi chọn nhiệt độ 250C là nhiệt độ tối ưu
để biểu hiện protein LTA trong tế bào E. coli
BL21 (DE3). Kết quả này tương đương với kết
quả của Văn Thị Như Ngọc và cs. (2007) khi
biểu hiện gen HA5-1 mã hóa tiểu phần kháng
nguyên Haemagglutinin của virus cúm A H5N1
trong tế bào vi khuẩn E. coli BL21 [5].
Hình 5. Ảnh hưởng của nhiệt độ cảm
ứng lên sản xuất protein tái tổ hợp LTA
M: khối lượng thang chuẩn protein (10-170
kDa, Bio-Base). NC: E. coli không mang
vector tái tổ hợp sinh trưởng ở 370C; 160C-
370C: E. coli mang vector tái tổ hợp được
cảm ứng ở 160C - 370C.
3.9. Mật độ tế bào tối ưu tại thời điểm bổ
sung chất cảm ứng
Để khảo sát ảnh hưởng của mật độ tế bào
tại thời điểm bổ sung chất cảm ứng lên quá
trình sản xuất protein tái tổ hợp LTA, chúng
54
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXV SỐ 5 - 2018
tôi đã nuôi vi khuẩn mang vector tái tổ hợp
trong cùng một điều kiện và bổ sung chất cảm
ứng tại các thời điểm dịch nuôi cấy đạt các
mật độ tế bào khác nhau (có OD600 dao động
từ 0,2-3). Kết quả cho thấy khả năng sinh
tổng hợp protein LTA đạt giá trị cao nhất nếu
bổ sung chất cảm ứng vào thời điểm mật độ
tế bào vi khuẩn đạt OD600 là 0,8 (hình 6).
Kigawa và cs cũng xác định thời điểm thích
hợp nhất để cảm ứng biểu hiện endoglucanase
chịu nhiệt từ Clostridium thermocellum là
OD600 từ 0,8-1 [10].
Hình 6. Ảnh hưởng của mật độ tế bào tại
thời điểm bổ sung chất cảm ứng IPTG lên
khả năng biểu hiện protein LTA
M: khối lượng thang chuẩn protein (10-170
kDa). NC: E. coli không mang vector tái tổ
hợp; 0,2- 3,0: OD600 của mật độ tế bào E.
coli mang vector tái tổ hợp tại thời điểm bổ
sung chất cảm ứng
3.10. Tinh sạch protein LTA tái tổ hợp
Sau khi đã xác định được điều kiện nuôi cấy
và biểu hiện tối ưu, chúng tôi tiến hành nuôi
cấy vi khuẩn E. coli BL21 tái tổ hợp mang gen
eltA trong 400 ml môi trường YJ có bổ sung
Kanamycin (50 µg/ml), nhiệt độ nuôi cấy 37ºC,
tốc độ lắc 200 vòng/phút, khi mật độ tế bào vi
khuẩn đạt OD600 = 0,8 thì tiến hành cảm ứng
với 0,8 mM IPTG, nuôi lắc 200 vòng/phút ở 25ºC
trong thời gian 12 giờ. Dịch thu được sau khi phá
vỡ tế bào có chứa kháng nguyên tái tổ hợp LTA
được lọc bằng gel ProBondTM Purification System
Kit (Invitrogen, USA). Độ tinh sạch của protein
được thể hiện trong kết quả điện di (hình 7).
Hình 7. Kháng nguyên LTA thu được sau
tinh sạch bằng gel ProBondTM Nickel-
Chelating Resin
M: khối lượng thang chuẩn protein (10-170
kDa, Bio-Base). 1-5: E. coli mang vector tái tổ
hợp cảm ứng với 0,8 mM IPTG qua các lần
khác nhau. 6-8: protein tái tổ hợp LTA sau khi
lọc qua gel.
IV. KẾT LUẬN
Chúng tôi đã tối ưu hóa được quy trình
sản xuất kháng nguyên tái tổ hợp LTA ở quy
mô phòng thí nghiệm. Môi trường nuôi cấy
YJ cho khả năng sinh trưởng tốt nhất với
tỷ lệ tiếp giống 1% (OD600 = 0,8), lắc 200
vòng/phút ở 37ºC sau 8 giờ nuôi cấy. Mức
độ biểu hiện của protein dung hợp 6xHis-
LTA cũng cho kết quả tốt nhất trên môi
trường YJ, nồng độ chất cảm ứng IPTG 0,8
mM, nuôi lắc ở 200 vòng/phút, nhiệt độ cảm
ứng 25ºC trong thời gian 12 giờ. Sắc ký lọc
gel cho thấy sản phẩm protein dung hợp
6xHis-LTA có khối lượng phân tử khoảng
30 kDa.
Lời cảm ơn: Xin trân trọng cảm ơn Bộ Giáo
dục và Đào tạo đã cấp kinh phí cho nghiên cứu
này thông qua đề tài cấp Bộ với mã số B2016-
DHH-25.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đinh Thị Bích Lân, Phùng Thăng Long,
Nguyễn Hoàng Lộc, Hoàng Tấn Quảng,
Trần Thúy Lan, Lê Quốc Việt, Đặng Thanh
Long, Lê Công Thịnh, Huỳnh Văn Chương,
Đặng Thị Thu Giang (2014). Cải thiện
mức độ biểu hiện kháng nguyên tái tổ hợp
Cryptosporidium parvum Cp23 trong E. coli
55
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXV SỐ 5 - 2018
BL21 (DE3). Tạp chí Khoa học kỹ thuật thú
y, tập XXI (6), trang 35-42.
2. Đinh Thị Bích Lân, Phùng Thăng Long,
Huỳnh Văn Chương, Đặng Thanh Long,
Hoàng Tấn Quảng, Lê Đức Thạo, Lê Quốc
Việt, Lê Công Thịnh, Đặng Thị Hương,
Hoàng Thị Thùy Nhung (2016). Cải thiện
mức độ biểu hiện kháng nguyên tái tổ hợp
3-1E của Eimeria trong Escherichia coli
BL21. Tạp chí Khoa học kỹ thuật thú y, Tập
XXII, (7), tr. 60-67.
3. Đinh Thị Bích Lân, Đặng Thanh Long, Lê
Công Thịnh , Phùng Thăng Long, Hoàng Thị
Thùy Nhung, Lê Quốc Việt (2017). Nghiên
cứu tạo dòng và biểu hiện gen eltA của E.
coli gây tiêu chảy ở lợn. Tạp chí khoa học
Đại học Huế (Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn), 2017, Tập: 126, Số: 3A, Trang:
169-178.
4. Nguyễn Hoàng Lộc, Nguyễn Thị Khánh
Quỳnh, Hoàng Tấn Quảng, Trần Thúy Lan,
Lê Mỹ Tiểu Ngọc, Đinh Thị Bích Lân, Phùng
Thăng Long (2014). Nghiên cứu cải thiện
mức độ biểu hiện của kháng nguyên bám
dính K88 tái tổ hợp phân lập từ Escherichia
coli mang độc tố đường ruột của lợn con cai
sữa. Tạp chí Sinh học, 36(1se): 120-125.
5. Văn Thị Như Ngọc, Đỗ Thị Huyền, Nguyễn
Thanh Nhàn, Nguyễn Phước Hải, Trương
Văn Dung, Trương Nam Hải (2007). Biểu
hiện gen HA5-1 mã hóa tiểu phần kháng
nguyên Haemagglutinin (HA) của virus cúm
A H5N1 trong Escherichia coli, Tạp chí
công nghệ sinh học, Tập 5, (3), tr. 313-320.
6. Bạch Thị Như Quỳnh, Vũ Thị Hiền, Hà Thị
Thu, Nguyễn Thị Hoa, Lê Phương Hằng,
Nguyễn Thanh Tùng, Nguyễn Xuân Bắc,
Đồng Văn Quyền, Lê Văn Phủng, Đinh
Duy Kháng (2011). Biểu hiện protein GP41
của virus HIV phân type CRF01_AE trong
E. coli và ứng dụng để phát hiện kháng thể
kháng HIV trong huyết thanh bệnh nhân
bằng Western blot và Elisa, Tạp chí Công
nghệ sinh học, 9 (1), tr. 29-36.
7. Cai Y., Yordan M.A., Yao Q., Li Y., Yu
L. (2016). Review of enterotoxigenic
Escherichia coli enterotoxins. Acad. J.
Microbiol. Res. 4(1): 005-008.
8. Gill D.M., Richardson S.H., (1980).
Adenosine diphosphate-ribosylation of
adenylate cyclase catalyzed by heat-labile
enterotoxin of Escherichia coli: comparison
with cholera toxin. The Journal of infectious
diseases, 141: 64–70.
9. Karbalaei-Heidari H.R., Ziaee A.A.,
Amoozegar M.A., Cheburkin Y., Budisa N.
(2008). Molecular cloning and sequence
analysis of a novel zinc-metalloprotease gen
from the Salinivibrio sp. strain AF-2004 and
its extracellular expression in E. coli. Gen,
408, pp. 196-203.
10. Kigawa T., Yabuki T., Matsuda N., Matsuda
T., Nakajima R., Tanaka A., Yokoyama S.
(2004). Preparation of Escherichia coli
cell extract for highly productive cell-free
protein expression. Journal of Structural
and Functional Genomics, 5, pp. 63-68.
11. Lu, X., Wang, J., Jin, X., & Zhu, J. (2015),.
High-level expression of a novel liver-
targeting fusion interferon with preferred
Escherichia coli codon preference and its
anti-hepatitis B virus activity in vivo, BMC
biotechnology, 15(1), pp. 54.
Ngày nhận 26-11-2017
Ngày phản biện 18-6-2018
Ngày đăng 1-7-2018
Các file đính kèm theo tài liệu này:
cai_thien_muc_do_bieu_hien_protein_tai_to_hop_lta_cua_escher.pdf