بهینه سازی بیان پروتئین اینترلوکین-5 در باکتری Escherichia Coli سویه ی BL21

مقدمه :

در آسم، رابطه ی بین تعداد ایوزینوفیل ها و شدت بیماری، این فرضیه را تقویت می کند که ایوزینوفیل، سلول موثر اصلی در التهاب راه های هوایی است. تکامل ایوزینوفیل به طور عمده با اینترلوکین-5 تنظیم می شود. بنابراین، با ممانعت از عملکرد اینترلوکین- 5 (IL-5)، می توان حداقل یکی از دلایل ایجاد آسم را سرکوب کرد. برای تولید آنتاگونیست هایی مثل آپتامر ضد اینترلوکین-5، لازم است این پروتئین به مقدار زیاد و با خلوص بالا بیان گردد. مطالعه ی حاضر با هدف تهیه ی اپتامر ضد IL-5 به جای آنتی بادی جهت استفاده در درمان بیماری های ایوزینوفیلیک و بیان این پروتئین در یک سیستم پروکاریوتی انجام شد.

ابتدا سازه ی حاوی complementary DNA (cDNA) ژن پروتئین اینترلوکین-5 طراحی و سفارش ساخت در وکتور pET28a داده شد. وکتور بیانی به باکتری های مستعد شده ی Escherichia coli BL21 (DE3) تبدیل شد. سپس، بیان پروتئین با تغییر شرایط دما و زمان انکوباسیون و میزان Isopropyl β- d-1-thiogalactopyranoside (IPTG) بهینه گردید. ارزیابی بیان پروتئین با به کار گیری روش های Western blot و Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) و در مراحل مختلف صورت گرفت.

شرایط بهینه برای بیان پروتئین اینترلوکین-5، غلظتی از باکتری که در طول موج 600 نانومتر جذب بین 8/0-6/0 داشت، غلظت نهایی 1 میلی مولار برای IPTG، 18 ساعت انکوباسیون در دمای 29 درجه ی سانتی گراد و شتاب 150 دور/دقیقه بود. باند 13 کیلودالتونی روی ژل پلی آکریل آمید در SDS-PAGE و غشای نیتروسلولزی در روش Western blot تایید کننده ی بیان پروتئین اینترلوکین-5 بود.

از این پروتئین، در فرایندهایی چون تهیه ی آپتامر بر علیه IL-5 و کیت های Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)ی مخصوص اندازه گیری IL-5 می توان استفاده نمود. در این فرایندها، به آنتی ژن با فولدینگ بسیار صحیح نیاز نمی باشد. بنابراین، بیان در سیستم پروکایوتی به علت بازده بالا انجام شد.