Use of Brevibacillus choshinensis for the production of biologically active brain-derived neurotrophic factor (BDNF)
Use of Brevibacillus choshinensis for the production of biologically active brain-derived neurotrophic factor (BDNF)
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使用长信短芽孢杆菌生产具有生物活性的脑源性神经营养因子（BDNF）
DOI：
10.1007/s00253-017-8273-x
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发表时间：
2017
影响因子：
5
通讯作者：
Patrick Walton, S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Angart, Phillip A.;Carlson, Rebecca J.;Thorwall, Sarah;Patrick Walton, S.
脑源性神经营养因子（BDNF）是神经营养因子家族的成员，对神经元细胞的存活和分化至关重要，具有治疗神经系统疾病和脊髓损伤的治疗潜力。由于宿主不能正确形成BDNF的特征性胱氨酸结折叠，因此在大多数传统的微生物表达系统中生产重组生物活性BDNF是不实际的。在这里，我们研究了短芽孢杆菌choshinensis作为一个合适的表达宿主的生物活性BDNF的表达，评估的影响，培养基类型（2SY和TM），温度（25和30 °C），和培养时间（48-120小时）。在2SY培养基中长时间（30 °C下96小时或25 °C下>72小时）生长的培养物中观察到最大BDNF生物活性（每单位质量），所得生物活性与市售BDNF的生物活性相当。对于在25 °C下在2SY培养基中生长72小时的培养物，在最短的培养时间内产生最大量的生物活性蛋白的条件下，我们回收了264 μg/L的BDNF。与其他微生物表达系统一样，BDNF聚集体在所有培养条件下都形成，这表明虽然我们能够回收具有生物活性的BDNF，但表达系统的进一步优化可以产生更大量的生物活性蛋白。本研究证实了B. Choshinensis能够产生生物活性BDNF，进一步优化培养条件可以证明在提高BDNF产量方面是有价值的。
Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is a member of the neurotrophin family critical for neuronal cell survival and differentiation, with therapeutic potential for the treatment of neurological disorders and spinal cord injuries. The production of recombinant, bioactive BDNF is not practical in most traditional microbial expression systems because of the inability of the host to correctly form the characteristic cystine-knot fold of BDNF. Here, we investigatedBrevibacillus choshinensisas a suitable expression host for bioactive BDNF expression, evaluating the effects of medium type (2SY and TM), temperature (25 and 30 °C), and culture time (48–120 h). Maximal BDNF bioactivity (per unit mass) was observed in cultures grown in 2SY medium at extended times (96 h at 30 °C or >72 h at 25 °C), with resulting bioactivity comparable to that of a commercially available BDNF. For cultures grown in 2SY medium at 25 °C for 72 h, the condition that led to the greatest quantity of biologically active protein in the shortest culture time, we recovered 264 μg/L of BDNF. As with other microbial expression systems, BDNF aggregates did form in all culture conditions, indicating that while we were able to recover biologically active BDNF, further optimization of the expression system could yield still greater quantities of bioactive protein. This study provides confirmation thatB. choshinensisis capable of producing biologically active BDNF and that further optimization of culture conditions could prove valuable in increasing BDNF yields.
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