Моноклональное антитело против олигомерной формы большого С-концевого фрагмента (Met225–Ile412) гемолизина II Bacillus cereus способно штамм-специфически подавлять гемолитическую активность

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Порообразующий токсин гемолизин II (HlyII), секретируемый грамположительной бактерией Bacillus cereus, – один из основных патогенных факторов данного микроорганизма. Действие HlyII приводит к лизису клеток вследствие порообразования на мембранах. Гибридомной технологией получены моноклональные антитела против большого С-концевого фрагмента (Met225–Ile412, HlyIILCTD) HlyII B. cereus с использованием в качестве антигена рекомбинантной растворимой формы HlyIILCTD, которую получали с использованием белка-шаперона SlyD. Моноклональное антитело LCTD-83 ингибировало гемолитическую активность HlyII, степень защиты зависела от присутствия/отсутствия пролина в положении 324 в первичной последовательности токсина. Наиболее эффективно антитело ингибировало гемолиз эритроцитов, вызванный HlyII B-771, в последовательности которого в положении 324 присутствует Рro вместо Leu. Показано, что антитело LCTD-83 взаимодействует с образовавшимися порами на мембранах эритроцитов, блокируя при этом возможный выход внутриклеточного содержимого. HlyII и его мутантные формы получали с использованием рекомбинантных штаммов-продуцентов Escherichia coli BL21(DE3). Способность антител узнавать антигены характеризовали иммуноферментным анализом (ИФА) и иммуноблоттингом, иммунопреципитацию использовали для демонстрации взаимодействия с мембранными порами, сформированными токсином. LCTD-83 менее эффективно взаимодействовало с полноразмерным токсином, чем с HlyIILCTD, что подтвердило тот факт, что порообразование сопровождается изменением конформации токсина. В связи с этим для подавления цитолитического действия гемолизина II перспективны антитела, взаимодействующие с его олигомерной формой. LCTD-83 обладает потенциалом при выявлении путей нейтрализации токсина.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. С. Ветрова

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: nrudkova@mail.ru
Россия, 142290, Пущино, просп. Науки, 6

Н. В. Руденко

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: nrudkova@mail.ru
Россия, 142290, Пущино, просп. Науки, 6

А. В. Замятина

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: nrudkova@mail.ru
Россия, 142290, Пущино, просп. Науки, 6

А. С. Нагель

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН (ИБФМ РАН) “ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН

Email: nrudkova@mail.ru
Россия, 142290 Пущино, просп. Науки, 5

Ж. И. Андреева-Ковалевская

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН (ИБФМ РАН) “ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН

Email: nrudkova@mail.ru
Россия, 142290 Пущино, просп. Науки, 5

А. В. Сиунов

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН (ИБФМ РАН) “ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН

Email: nrudkova@mail.ru
Россия, 142290 Пущино, просп. Науки, 5

Ф. А. Бровко

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: nrudkova@mail.ru
Россия, 142290, Пущино, просп. Науки, 6

А. С. Солонин

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН (ИБФМ РАН) “ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН

Email: nrudkova@mail.ru
Россия, 142290 Пущино, просп. Науки, 5

А. П. Каратовская

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: nrudkova@mail.ru
Россия, 142290, Пущино, просп. Науки, 6

Список литературы

  1. Thery M., Cousin V.L., Tissieres P., Enault M., Morin L. // Front. Pediatr. 2022. V. 10. P. 978250. https://doi.org/10.3389/fped.2023.1178208
  2. Logan N.A. // J. Appl. Microbiol. 2012. V. 112. P. 417– 429. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05204.x
  3. Messelhäußer U., Ehling-Schulz M. // Curr. Clin. Microbiol. Rep. 2018. V. 5. P. 120–125. https://doi.org/10.1007/s40588-018-0095-9
  4. McDowell R.H., Sands E.M., Friedman H. // In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2023. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459121/
  5. Cadot C., Tran S.L., Vignaud M.L., De Buyser M.L., Kolstø A.B., Brisabois A., Nguyen-Thé C., Lereclus D., Guinebretière M.H., Ramarao N. // J. Clin. Microbiol. 2010. V. 48. P. 1358–1365. https://doi.org/10.1128/JCM.02123-09
  6. Ramarao N., Sanchis V. // Toxins (Basel). 2013. V. 5. P. 1119–1139. https://doi.org/10.3390/toxins5061119
  7. Shenggang D., Yue Y., Yunchang G., Donglei L., Ning L., Zhitao L., Jinjun L., Yuyan J., Santao W., Ping F., Jikai L., Hong L. // China CDC Weekly. 2023. V. 5. Р. 737–741. https://doi.org/10.46234/ccdcw2023.140
  8. European Food Safety Authority (EFSA), European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) // EFSA J. 2023. V. 21. P. e8442. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2023.8442
  9. Dietrich R., Jessberger N., Ehling-Schulz M., Märtlbauer E., Granum P.E. // Toxins. 2021. V. 13. P. 98. https://doi.org/10.3390/toxins13020098
  10. Peraro M.D., van der Goot F.G. // Nat. Rev. Microbiol. 2015. V. 14. P. 77–92. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2015.3
  11. Hu H., Liu M., Sun S. // Drug Des. Devel. Ther. 2021. V. 15. P. 3773–3781. https://doi.org/10.2147/DDDT.S322393
  12. Miles G., Bayley H., Cheley S. // Protein Sci. 2002. V. 11. P. 1813–1824. https://doi.org/doi.org/10.1110/ps.0204002
  13. Chow S.K., Casadevall A. // Toxins (Basel). 2012. V. 4. P. 430–454. https://doi.org/10.3390/toxins4060430
  14. Rudenko N.V., Karatovskaya A.P., Zamyatina A.V., Siunov A.V., Andreeva-Kovalevskaya Z.I., Nagel A.S., Brovko F.A., Solonin A.S. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2020. V. 46. P. 321–326. https://doi.org/10.31857/S013234232003029X
  15. Nagel A.S., Rudenko N.V., Luchkina P.N, Karatovskaya A.P., Zamyatina A.V., Andreeva-Kovalevskaya Z.I., Siunov A.V., Brovko F.A., Solonin A.S. // Molecules. 2023. V. 28. P. 3581. https://doi.org/10.3390/molecules28083581
  16. Rudenko N., Nagel A., Zamyatina A., Karatovskaya A., Salyamov V., Andreeva-Kovalevskaya Z., Siunov A., Kolesnikov A., Shepelyakovskaya A., Boziev K., Melnik B., Brovko F., Solonin A. // Toxins (Basel). 2020. V. 12. P. 806. https://doi.org/10.3390/toxins12120806
  17. Valeva A., Palmer M., Bhakdi S. // Biochemistry. 1997. V. 36. P. 13298–13304. https://doi.org/10.1021/bi971075r
  18. Song L., Hobaugh M.R., Shustak C., Cheley S., Bayley H., Gouaux J.E. // Science. 1996. V. 274. P. 1859–1866. https://doi.org/10.1126/science.274.5294.1859
  19. Menestrina G., Serra M.D., Prévost G. // Toxicon. 2001. V. 39. P. 1661–1672. https://doi.org/10.1016/s0041-0101(01)00153-2
  20. von Hoven G., Qin Q., Neukirch C., Husmann M., Hellmann N. // Biol. Chem. 2019. V. 400. P. 1261– 1276. https://doi.org/10.1515/hsz-2018-0472
  21. Rasool S., Martinez-Coria H., Wu J.W., LaFerla F., Glabe C.G. // J. Neurochem. 2013. V. 126. P. 473–482. https://doi.org/10.1111/jnc.12305
  22. Adekar S.P., Takahashi T., Jones R.M., Al-Saleem F.H., Ancharski D.M., Root M.J., Kapadnis B.P., Simpson L.L., Dessain S.K. // PLoS One. 2008. V. 3. P. e3023. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0003023
  23. Reason D., Liberato J., Sun J., Camacho J., Zhou J. // Toxins (Basel). 2011. V. 3. P. 979–990. https://10.3390/toxins3080979
  24. Chi X., Yan R., Zhang J., Zhang G., Zhang Y., Hao M., Zhang Z., Fan P., Dong Y., Yang Y., Chen Z., Guo Y., Zhang J., Li Y., Song X., Chen Y., Xia L., Fu L., Hou L., Xu J., Yu C., Li J., Zhou Q., Chen W. // Science. 2020. V. 369. P. 650–655. https://doi.org/10.1126/science.abc6952
  25. Rudenko N.V., Nagel A.S., Melnik B.S., Karatovskaya A.P., Vetrova O.S., Zamyatina A.V., AndreevaKovalevskaya Z.I., Siunov A.V., Shlyapnikov M.G., Brovko F.A., Solonin A.S. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. P. 16437. https://doi.org/10.3390/ijms242216437
  26. Joseph A.P., Srinivasan N., de Brevern A.G. // Amino Acids. 2012. V. 43. P. 1369–1381. https://doi.org/10.1007/s00726-011-1211-9
  27. Schmidpeter P.A., Koch J.R., Schmid F.X. // Biochim. Biophys. Acta. 2015. V. 1850. P. 1973–1982. https://10.1016/j.bbagen.2014.12.019
  28. Vakilian M. // Clin. Immunol. 2022. V. 234. P. 108896. https://doi.org/10.1016/j.clim.2021.108896
  29. Ünal C.M., Steinert M. // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2014. V. 78. P. 544–571. https://doi.org/10.1128/MMBR.00015-14
  30. Ladani S.T., Souffrant M.G., Barman A., Hamelberg D. // Biochim. Biophys. Acta. 2015. V. 1850. P. 1994–2004. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2014.12.023
  31. Nagel A.S., Vetrova O.S., Rudenko N.V., Karatovskaya A.P., Zamyatina A.V., Andreeva-Kovalevskaya Z.I., Salyamov V.I., Egorova N.A., Siunov A.V., Ivanova T.D., Boziev K.M., Brovko F.A., Solonin A.S. // Int. J. Mol. Sci. 2024. V. 25. P. 5327. https://doi.org/10.3390/ijms25105327
  32. Köhler G., Milstein C. // Nature. 1975. V. 256. P. 495– 497.
  33. SileksMag-COOH. Карбоксилированные магнитные частицы для прямой ковалентной иммобилизации антител, белков, ферментов, нуклеотидных зондов. Версия 210217. https://sileks.com/assets/files/protocol-for-kits/sileksmag-cooh-v_210217-rus.pdf
  34. Endotoxin Extractor: полимер для удаления эндотоксинов из растворов. ООО “Силекс”, 2007–2020. https://sileks.com/assets/files/protocol-for-kits/endotoxin-extractor-ver201129.pdf
  35. Laemmli U.K. // Nature. 1970. V. 227. P. 680–685. https://doi.org/doi.org/10.1038/227680a0
  36. Zamyatina A.V., Rudenko N.V., Karatovskaya A.P., Shepelyakovskaya A.O., Siunov A.V., Andreeva-Kovalevskaya Zh.I., Nagel A.S., Salyamov V.I., Kolesnikov A.S., Brovko F.A., Solonin A.S. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2020. V. 46. P. 1214–1220. https://doi.org/10.31857/S013234232006038X

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Иммуноблоттинг HlyIILCTD с mAbs. Перед электрофоретическим разделением образцы кипятили в 1%-ном SDS в течение 10 мин. М – маркер молекулярного веса (Abcam, Великобритания); 1 – окрашено LCTD-82; 2 – окрашено LCTD-83; 3 – окрашено LCTD-84.

Скачать (155KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сравнение эффективности взаимодействия mAbs против HlyIILCTD (5 мкг/мл) с иммобилизованными HlyII различных штаммов и HlyIILCTD.

Скачать (295KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Иммуноблоттинг HlyII: М – маркер молекулярного веса; 1 – мономерная форма; 2 – поры, взаимодействующие с иммобилизованными на магнитных частицах LCTD-83; 3 – изотип-контроль; 4 – поры после делипидизации. Дорожки окрашивали биотинилированными mAbs LCTD-71 [15] и стрептавидином, конъюгированным с пероксидазой хрена.

Скачать (201KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема эксперимента. Преципитация LCTD-83 и пор, образованных HlyII B-771 в мембране эритроцита.

Скачать (469KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025