:: دوره 32، شماره 4 - ( 7-1403 ) ::
جلد 32 شماره 4 صفحات 41-27 برگشت به فهرست نسخه ها
ارزیابی کارایی ماتریس تمایلی حاصله از واریانت بهبودیافتۀ پپتید S3 در حذف اندوتوکسین از مادۀ دارویی فعال استرپتوکیناز و مقایسۀ عملکرد آن با ستون‌های تجاری
شاهین حدادیان* 1، مینا سپاهی2 ، رضا آهنگری کهن2
1- گروه نانو بیوتکنولوژی، گروه تحقیقات فن‌آوری‌های نوین، انستیتو پاستور ایران، تهران، ایران ، hadadian@yahoo.com
2- گروه نانو بیوتکنولوژی، گروه تحقیقات فن‌آوری‌های نوین، انستیتو پاستور ایران، تهران، ایران
چکیده:   (217 مشاهده)
مقدمه: اندوتوکسین یا همان لیپوپلی‌ساکارید (LPS) یکی از اجزای دیوارۀ باکتری‌های گرم منفی است که در صورت تماس با خون، باعث تحریک دستگاه ایمنی و باعث بروز تب و حتی عوارض نامطلوب جدی یا مرگ می‌شود. حذف اندوتوکسین از مهم‌ترین چالش‌های فرایند تخلیص در تولید داروهای زیستی نوترکیب است. اندوتوکسین باکتریایی (LPS) در برابر گرما مقاوم است و از فیلترهای سترون‌کننده نیز عبور می‌کند و به علت عوارض خطرناک آن در موجود زنده، همواره بخشی از مراحل تخلیص پروتئین هدف به حذف این عامل مزاحم از محصول مربوط است.
مواد و روش­ها: از ماتریس‌ تمایلی S3E3-S-Sepharose که از تثبیت واریانت‌ بهبودیافتۀ پپتید ضدمیکروبی S3 موسوم به پپتید S3E3 بر روی رزین کروماتوگرافی سفاروز تولید شده است، برای حذف اندوتوکسین از مادۀ دارویی فعال استرپتوکیناز استفاده گردید و عملکرد این ماتریس با عملکرد ماتریس تجاری یک‌بارمصرف دارای لیگاند S3 و رزین تعویض یونی مقایسه شد.
یافته ­های پژوهش: نتایج بیان‌کنندۀ این بود که ماتریس S3E3-S-Sepharose در مقایسه با ماتریس تمایلی تجاری بر پایۀ لیگاند S3 و کروماتوگرافی تعویض یونی، از بازده بازیابی پروتئین بیشتر (07/84 درصد در مقایسه با 50/81 درصد و 31/75 درصد) و بازیابی فعالیت بیولوژیک بیشتر (95/81 درصد در مقابل 27/76 درصد و 54/61 درصد) برخوردار بود.
بحث و نتیجه‌گیری: نتایج نشان می‌دهد که ماتریس S3E3-S-Sepharose برای استفاده در فرایندهای تخلیص مادۀ دارویی فعال استرپتوکیناز و سایر داروهای زیستی نوترکیب، کاندیدای مناسبی به‌نظر می‌رسد.
واژه‌های کلیدی: پپتید ضدمیکروبی S3، حذف اندوتوکسین، واریانت بهبودیافتۀ S3، مادۀ دارویی فعال استرپتوکیناز
متن کامل [PDF 1135 kb]   (115 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: بیوتکنولوژی
دریافت: 1402/11/1 | پذیرش: 1403/3/8 | انتشار: 1403/7/1
فهرست منابع
1. Williams KL. Endotoxin relevance and control overview. Endotoxins: CRC Press; 2007. p. 47-66.
2. Williams KL. Endotoxins: pyrogens, LAL testing and depyrogenation: CRC Press; 2007.
3. Wang X, Quinn PJ. Endotoxins: structure, function and recognition. Springer Science & Business Media; 2010.
4. Hirayama C, Sakata M. Chromatographic removal of endotoxin from protein solutions by polymer particles. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci 2002;781:419-32. doi: 10.1016/s1570-0232(02)00430-0.
5. Ongkudon CM, Chew JH, Liu B, Danquah MK. Chromatographic removal of endotoxins: A bioprocess engineer's perspective. ISRN Chromatogr 2012;2012. doi:10.5402/2012/649746.
6. Sepahi M, Hadadian S, Ahangari Cohan R, Norouzian D. Lipopolysaccharide removal affinity matrices based on novel cationic amphiphilic peptides. Prep Biochem Biotechnol 2021;51:386-94. doi: 10.1080/10826068.2020.1821216.
7. Sepahi M, Norouzian D, Cohan RA, Hadadian S. Optimization of the Endotoxin Removal Performance of Solid-Phase Conjugated S3E3 Antimicrobial Peptide Using Response Surface Methodology. Int J Pept Res Ther 2021;27:2029-37. doi:10.1007/s10989-021-10230-y.
8. Ding JL, Ho B, Tan NS, inventors; Google Patents, assignee. Recombinant proteins and peptides for endotoxin biosensors, endotoxin removal, and anti-microbial and anti-endotoxin therapeutics patent US7297551 B2. 2004.
9. High D. Endotoxin Removal from DNA using EndoBind-R™. 2007.
10. Gasteiger E, Hoogland C, Gattiker A, Wilkins MR, Appel RD, Bairoch A. Protein Identification and Analysis Tools on the Expasy Server, The Proteomics Protocols Handbook. Totowa, New Jersey: Springer; 2005. pp. 571-607.
11. Waghu FH, Barai RS, Gurung P, Idicula-Thomas S. CAMPR3: a database on sequences, structures and signatures of antimicrobial peptides. Nucleic Acids Res 2015:gkv1051. doi: 10.1093/nar/gkv1051.
12. Chaudhary K, Kumar R, Singh S, Tuknait A, Gautam A, Mathur D, et al. A Web Server and Mobile App for Computing Hemolytic Potency of Peptides. Sci Rep 2016;6:22843. doi: 10.1038/srep22843.
13. Sepahi M, Ahangari Cohan R, Hadadian S, Norouzian D. Effect of glutamic acid elimination/substitution on the biological activities of S3 cationic amphiphilic peptides. Prep Biochem Biotechnol 2020;50:664-72. doi:10.1080/10826068.2020.1725772.
14. Tan NS, Ng MLP, Yau YH, Chong PKW, Ho B, Ding JL. Definition of endotoxin binding sites in horseshoe crab factor C recombinant sushi proteins and neutralization of endotoxin by sushi peptides. FASEB J 2000;14:1801-13. doi:10.1096/fj.99-0866com.
15. Aurell CA, Wistrom AO. Critical aggregation concentrations of gram-negative bacterial lipopolysaccharides (LPS). Biochem Biophys Res Commun 1998;253:119-23. doi: 10.1006/bbrc.1998.9773.
16. Bergstrand A, Svanberg C, Langton M, Nydén M. Aggregation behavior and size of lipopolysaccharide from Escherichia coli O55: B5. Colloids Surf B Biointerfaces 2006;53:9-14. doi: 10.1016/j.colsurfb.2006.06.007.
17. Taylor FB, Botts J. Purification and characterization of streptokinase with studies of streptokinase activation of plasminogen. Biochem 1968;7:232-42. doi:10.1021/bi00841a028.
18. Khan HU. The role of Ion Exchange Chromatography in purification and characterization of molecules. Ion Exchange Technologies 2012:331-42. doi:10.5772/52537.
19. Kisley L, Chen J, Mansur AP, Dominguez-Medina S, Kulla E, Kang MK, et al. High ionic strength narrows the population of sites participating in protein ion-exchange adsorption: A single-molecule study. J Chromatogr A 2014;1343:135-42. doi:10.1016/j.chroma.2014.03.075.
20. Pál T, Sonnevend Á, Galadari S, Conlon JM. Design of potent, non-toxic antimicrobial agents based upon the structure of the frog skin peptide, pseudin-2. Regul Pept 2005;129:85-91. doi: 10.1016/j.regpep.2005.01.015.
21. Dathe M, Nikolenko H, Meyer J, Beyermann M, Bienert M. Optimization of the antimicrobial activity of magainin peptides by modification of charge. FEBS Lett 2001;501:146-50. doi: 10.1016/S0014-5793(01)02648-5.
22. Lyu Y, Yang Y, Lyu X, Dong N, Shan A. Antimicrobial activity, improved cell selectivity and mode of action of short PMAP-36-derived peptides against bacteria and Candida. Sci Rep 2016;6:27258. doi:10.1038/srep27258.
23. Yin LM, Edwards MA, Li J, Yip CM, Deber CM. Roles of hydrophobicity and charge distribution of cationic antimicrobial peptides in peptide-membrane interactions. J Biol Chem 2012;287:7738-45. doi:10.1074/jbc.M111.303602.
24. Shang D, Li X, Sun Y, Wang C, Sun L, Wei S, et al. Design of potent, non-toxic antimicrobial agents based upon the structure of the frog skin peptide, temporin-1CEb from Chinese brown frog, Rana chensinensis. Chem Biol Drug Des 2012;79:653-62. doi:10.1111/j.1747-0285.2012.01363.x.
25. Eckert R, Qi F, Yarbrough DK, He J, Anderson MH, Shi W. Adding selectivity to antimicrobial peptides: rational design of a multidomain peptide against Pseudomonas spp. Antimicrob Agents Chemother 2006;50:1480-8. doi:10.1128/AAC.50.4.1480-1488.2006.
26. Borah A, Deb B, Chakraborty S. A Crosstalk on Antimicrobial Peptides. Int J Pept Res Ther 2020;27:1-16. doi:10.1007/s10989-020-10075-x.
27. Kang Y, Luo RG. Effects of ionic strength and pH on endotoxin removal efficiency and protein recovery in an affinity chromatography. Process Biochem 2000;36:85-92. doi:10.1016/S0032-9592(00)00182-5.
28. Li J, Shang G, You M, Peng S, Wang Z, Wu H, et al. Endotoxin removing method based on lipopolysaccharide binding protein and polyhydroxyalkanoate binding protein PhaP. Biomacromolecules 2011;12:602-8. doi:10.1021/bm101230n.
29. Seyfi R, Kahaki FA, Ebrahimi T, Montazersaheb S, Eyvazi S, Babaeipour V, et al. Antimicrobial peptides (AMPs): roles, functions and mechanism of action. Int J Pept Res Ther 2020;26:1451-63. doi:10.1007/s10989-019-09946-9.
30. Gong H, Hu X, Zhang L, Fa K, Liao M, Liu H, et al. How do antimicrobial peptides disrupt the lipopolysaccharide membrane leaflet of Gram-negative bacteria? J Colloid Interface Sci 2023;637:182-92. doi:10.1016/j.jcis.2023.01.051.
31. Necula G, Bacalum M, Radu M. Interaction of Tryptophan- and Arginine-Rich Antimicrobial Peptide with E. coli Outer Membrane—A Molecular Simulation Approach. Int J Mol Sci 2023;24:2005. doi:10.3390/ijms24032005.
32. He S, Deber CM. Interaction of designed cationic antimicrobial peptides with the outer membrane of gram-negative bacteria. Sci Rep 2024;14:1894. doi:10.1038/s41598-024-51716-1 2024;14:1894.
33. Yau YH, Ho B, Tan NS, Ng ML, Ding JL. High therapeutic index of factor C Sushi peptides: potent antimicrobials against Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 2001;45:2820-5. doi:10.1128/AAC.45.10.2820-2825.2001.
34. Hao G, Shi YH, Tang YL, Le GW. The membrane action mechanism of analogs of the antimicrobial peptide Buforin 2. Peptides 2009;30:1421-7. doi:10.1016/j.peptides.2009.05.016.
35. Ding JL, Zhu Y, Ho B. High-performance affinity capture-removal of bacterial pyrogen from solutions. J Chromatogr B Biomed Appl 2001;759:237-46. doi:10.1016/S0378-4347(01)00227-4.

Ethics code: فاقد کارآزمایی بالینی است


XML   English Abstract   Print



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 32، شماره 4 - ( 7-1403 ) برگشت به فهرست نسخه ها