High-yield production of recombinant platelet factor 4 by harnessing and honing the gram-negative bacterial secretory apparatus
Notice bibliographique
Résumé
Platelet factor 4 is a cytokine released into the bloodstream by activated platelets where it plays a pivotal role in etiology and diagnosis of heparin-induced thrombocytopenia. Therefore, a sustainable source of recombinant PF4 with structural and functional similarity to its native form is urgently needed to be used in diagnostic procedures. To this end, a three-in-one primary construct was designed from which three secondary constructs can be derived each capable of employing either type I, type II secretory or cytoplasmic pathways. Protein expression and secretion were performed in Escherichia coli BL21 (DE3) and confirmed by SDS-PAGE and Western blotting. To further enhance protein secretion, the effect of several controllable chemical factors including IPTG, Triton X-100, sucrose, and glycine were individually investigated at the outset. In the next step, according to a fractional factorial approach, the synergistic effects of IPTG, Triton X-100, and glycine on secretion were further investigated. To ascertain the structure and function of the secreted recombinant proteins, dynamic light scattering was utilized to confirm the rPF4 tetramerization and heparin-mediated ultra-large complex formation. Moreover, Raman spectroscopy and Western blotting were exploited to evaluate the secondary and quaternary structures, respectively. The type II secretory pathway was proven to be superior to type I in the case of rPF4 secretion. Supplementation with chemical enhancers improved the protein secretion mediated by the Type II system to approximately more than 500 μg/mL. Large quantities of native rPF4 up to 20 mg were purified as the culture medium was scaled up to 40 mL. Western blotting confirmed the formation of dimers and tetramers in the secreted rPF4 proteins. Dynamic light scattering revealed the rPF4 oligomerization into of larger complexes of approximately 100-1200 nm in size following heparin supplementation, implying proper protein folding and tetramerization. Moreover, the rPF4 secondary structure was found to be 43.5% Random coil, 32.5% β-sheet, 18.6% α-helix and 4.9% Turn, which is in perfect agreement with the native structure. Our results indicate that the gram-negative type II bacterial secretory system holds a great promise as a reliable protein production strategy with industrial applications. However, further efforts are required to realize the full potential of secretory pathways regarding their application to proteins with distinct characteristics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».