Maltose-binding protein fusion allows for high level bacterial expression and purification of bioactive mammalian cytokine derivatives.
Maltose-binding protein fusion allows for high level bacterial expression and purification of bioactive mammalian cytokine derivatives.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0106724
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Galipeau J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pennati A;Deng J;Galipeau J
融合因子是通过细胞因子在单个多肽中的物理偶联产生的嵌合蛋白，产生具有高度多效性活性和治疗癌症和自身免疫性疾病的潜力的蛋白。例如，融合因子GIFT 15（GM-CSF和白细胞介素15融合转基因）已被证明是一种强大的免疫抑制蛋白，能够将幼稚B细胞转化为产生IL-10的B细胞。迄今为止，用于表达GIFT 15的哺乳动物细胞系统允许在培养基中分泌蛋白质，这是一种用于产生符合GMP的融合因子的低效系统。在这项研究中，我们报告了生物活性重组GIFT 15（rGIFT 15）的细菌表达。实际上，一直需要改进治疗性蛋白质的表达系统。麦芽糖结合蛋白（MBP）融合蛋白的表达有效地允许可溶性蛋白在细胞内环境中积累。优化细菌培养显著提高了重组蛋白的产量。rGIFT 15的生物活性与来自哺乳动物来源的fusokine的生物活性相当。这种方法导致产生可溶性的、不含内毒素的功能性蛋白质，平均每升培养物5 mg rGIFT 15。这个过程适合于扩大规模以开发符合食品和药物管理局（FDA）要求的免疫调节rGIFT 15。
Fusokines are chimeric proteins generated by the physical coupling of cytokines in a single polypeptide, resulting in proteins with highly pleiotropic activity and the potential to treat cancer and autoimmune ailments. For instance, the fusokine GIFT15 (GM-CSF and Interleukin 15 Fusion Transgene) has been shown to be a powerful immunosuppressive protein able to convert naïve B cells into IL-10-producing B cells. To date, the mammalian cell systems used for the expression of GIFT15 allow for secretion of the protein in the culturing media, an inefficient system for producing GMP-compliant fusokines. In this study we report the bacterial expression of bioactive recombinant GIFT15 (rGIFT15). Indeed, there is a constant demand to improve the expression systems for therapeutic proteins. Expression of a maltose-binding protein (MBP) fusion protein efficiently allowed the accumulation of soluble protein in the intracellular milieu. Optimizing the bacterial culture significantly increased the yield of recombinant protein. The biological activity of rGIFT15 was comparable to that of fusokine derived from a mammalian source. This approach led to the production of soluble, endotoxin-free functional protein, averaging 5 mg of rGIFT15 per liter of culture. This process is amenable to scale up for the development of Food and Drug Administration (FDA)-compliant immune-modulatory rGIFT15.
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