Prokaryotic expression and characterization of the heterodimeric construction of ZnT8 and its application for autoantibodies detection in diabetes mellitus

Autores
Faccinetti, Natalia Ines; Guerra, Luciano Lucas; Sabljic, Adriana Victoria; Bombicino, Silvina Sonia; Rovitto, Bruno David; Iacono, Ruben Francisco; Poskus, Edgardo; Trabucchi, Aldana; Valdez, Silvina Noemi
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Background: In the present work we described the recombinant production and characterization of heterodimeric construction ZnT8-Arg-Trp325 fused to thioredoxin using a high-performance expression system such as Escherichia coli. In addition, we apply this novel recombinant antigen in a non-radiometric method, with high sensitivity, low operational complexity and lower costs. Results: ZnT8 was expressed in E. coli as a fusion protein with thioredoxin (TrxZnT8). After 3 h for induction, recombinant protein was obtained from the intracellular soluble fraction and from inclusion bodies and purified by affinity chromatography. The expression and purification steps, analyzed by SDS-PAGE and western blot, revealed a band compatible with TrxZnT8 expected theoretical molecular weight (≈ 36.8 kDa). The immunochemical ability of TrxZnT8 to compete with [35S]ZnT8 (synthesized with rabbit reticulocyte lysate system) was assessed qualitatively by incubating ZnT8A positive patient sera in the presence of 0.2-0.3 μM TrxZnT8. Results were expressed as standard deviation scores (SDs). All sera became virtually negative under antigen excess (19.26-1.29 for TrxZnT8). Also, radiometric quantitative competition assays with ZnT8A positive patient sera were performed by adding TrxZnT8 (37.0 pM-2.2 μM), using [35S]ZnT8. All dose-response curves showed similar protein concentration that caused 50% inhibition (14.9-0.15 nM for TrxZnT8). On the other hand, preincubated bridge ELISA for ZnT8A detection was developed. This assay showed 51.7% of sensitivity and 97.1% of specificity. Conclusions: It was possible to obtain with high-yield purified heterodimeric construction of ZnT8 in E. coli and it was applied in cost-effective immunoassay for ZnT8A detection.
Fil: Faccinetti, Natalia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Guerra, Luciano Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Sabljic, Adriana Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Bombicino, Silvina Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Rovitto, Bruno David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Iacono, Ruben Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Poskus, Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Trabucchi, Aldana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Valdez, Silvina Noemi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
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After 3 h for induction, recombinant protein was obtained from the intracellular soluble fraction and from inclusion bodies and purified by affinity chromatography. The expression and purification steps, analyzed by SDS-PAGE and western blot, revealed a band compatible with TrxZnT8 expected theoretical molecular weight (≈ 36.8 kDa). The immunochemical ability of TrxZnT8 to compete with [35S]ZnT8 (synthesized with rabbit reticulocyte lysate system) was assessed qualitatively by incubating ZnT8A positive patient sera in the presence of 0.2-0.3 μM TrxZnT8. Results were expressed as standard deviation scores (SDs). All sera became virtually negative under antigen excess (19.26-1.29 for TrxZnT8). Also, radiometric quantitative competition assays with ZnT8A positive patient sera were performed by adding TrxZnT8 (37.0 pM-2.2 μM), using [35S]ZnT8. All dose-response curves showed similar protein concentration that caused 50% inhibition (14.9-0.15 nM for TrxZnT8). 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Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Sabljic, Adriana Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Bombicino, Silvina Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Rovitto, Bruno David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Iacono, Ruben Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. 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Fil: Faccinetti, Natalia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Guerra, Luciano Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Sabljic, Adriana Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Bombicino, Silvina Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Rovitto, Bruno David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Iacono, Ruben Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Poskus, Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Trabucchi, Aldana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
Fil: Valdez, Silvina Noemi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentina
description Background: In the present work we described the recombinant production and characterization of heterodimeric construction ZnT8-Arg-Trp325 fused to thioredoxin using a high-performance expression system such as Escherichia coli. In addition, we apply this novel recombinant antigen in a non-radiometric method, with high sensitivity, low operational complexity and lower costs. Results: ZnT8 was expressed in E. coli as a fusion protein with thioredoxin (TrxZnT8). After 3 h for induction, recombinant protein was obtained from the intracellular soluble fraction and from inclusion bodies and purified by affinity chromatography. The expression and purification steps, analyzed by SDS-PAGE and western blot, revealed a band compatible with TrxZnT8 expected theoretical molecular weight (≈ 36.8 kDa). The immunochemical ability of TrxZnT8 to compete with [35S]ZnT8 (synthesized with rabbit reticulocyte lysate system) was assessed qualitatively by incubating ZnT8A positive patient sera in the presence of 0.2-0.3 μM TrxZnT8. Results were expressed as standard deviation scores (SDs). All sera became virtually negative under antigen excess (19.26-1.29 for TrxZnT8). Also, radiometric quantitative competition assays with ZnT8A positive patient sera were performed by adding TrxZnT8 (37.0 pM-2.2 μM), using [35S]ZnT8. All dose-response curves showed similar protein concentration that caused 50% inhibition (14.9-0.15 nM for TrxZnT8). On the other hand, preincubated bridge ELISA for ZnT8A detection was developed. This assay showed 51.7% of sensitivity and 97.1% of specificity. Conclusions: It was possible to obtain with high-yield purified heterodimeric construction of ZnT8 in E. coli and it was applied in cost-effective immunoassay for ZnT8A detection.
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