Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1056010.32607/20758251-2014-6-2-106-109Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleOptimization of the Protocol for the Isolation and Refolding of the Extracellular Domain of HER2 Expressed in Escherichia coliОптимизация схемы выделения и рефолдинга внеклеточного домена HER2, экспрессированного в клеткахDolgikhV. V.ДолгихВ. В.
Russian Federation
vtetzv@yahoo.comSenderskiyI. V.СендерскийИ. В.
Russian Federation
vtetzv@yahoo.comTetzG. V.ТецГ. В.
Russian Federation
vtetzv@yahoo.comTetzV. V.ТецВ. В.
Russian Federation
vtetzv@yahoo.comDepartment of Microbiology, Virology and Immunology, First Pavlov State Medical University of Saint PetersburgПервый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Министерства здравоохранения РФ1506201462VOL 6, NO2 (2014)ТОМ 6, №2 (2014)10610917012020Copyright ©; 2014, Dolgikh V.V., Senderskiy I.V., Tetz G.V., Tetz V.V.Copyright ©; 2014, Долгих В.В., Сендерский И.В., Тец Г.В., Тец В.В.2014Dolgikh V.V., Senderskiy I.V., Tetz G.V., Tetz V.V.Долгих В.В., Сендерский И.В., Тец Г.В., Тец В.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10560

Receptor 2 of the human epidermal growth factor (HER2/neu, c-erbB2) is a 185 kDa proto-oncogene protein characterized by an overexpression in some oncological diseases, including 30% of mammary glands cancers, as well as tumors in the ovary, stomach and other organs of the human body. Since HER2- tumor status testing is the essential part of a successful cancer treatment, the expression and purification of substantial amounts of the extracellular domain (ECD) of HER2 is an important task. The production of ECD HER2 in Escherichia coli has several advantages over the use of eukaryotic expression systems, but the bulk of the recombinant product in bacteria accumulates as insoluble protein inclusion bodies. In this study, we obtained ECD HER2 in Escherichia coli as insoluble inclusion bodies and elaborated a simple, efficient, and fast protocol for the solubilization, refolding, and isolation of the protein in soluble form.

Рецептор-2 эпидермального ростового фактора человека (HER2/neu, c-erbB2) является протоонкогенным белком размером 185 кДа, характеризующимся гиперэкспрессией при ряде онкологических заболеваний, включающих 30% случаев рака молочной железы. Иммунодиагностика HER2-статуса опухоли имеет большое значение для успешной борьбы с заболеванием, в связи с чем получение значительных количеств экстраклеточного домена (ECD) HER2 остается весьма актуальной задачей. Наработка ECD HER2 в Escherichia coli имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием эукариотических систем экспрессии, однако большая часть рекомбинантного продукта накапливается в бактериях в виде нерастворимых белковых включений. В данной работе мы осуществили эффективную наработку ECD HER2 в E. coli в виде нерастворимых белковых включений и предложили простую, эффективную и быстровыполнимую схему солюбилизации, рефолдинга и выделения белка в растворимой форме.

epidermal growth factor receptorextracellular domainbacterial expressionrefoldingбактериальная экспрессиярефолдингрецептор эпидермального фактора ростаэкстраклеточный доменThis work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant № 12-08-01086-a).Работа поддержана РФФИ (грант № 12-08-01086-а).[1] Coussens L., Yang-Feng T.L., Liao Y.C., Chen E., Gray A., McGrath J., Seeburg P.H., Libermann T.A., Schlessinger J., Francke U. // Tyrosine kinase receptor with extensive homology to EGF receptor shares chromosomal location with neu oncogene. // Science. 1985, V.230, P.1132-1139[2] Marmor M.D., Skaria K.B., Yarden Y. // Signal transduction and oncogenesis by ErbB/HER receptors. // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2004, V.58, P.903-913[3] Tan M., Yu D. // Molecular mechanisms of erbB2-mediated breast cancer chemoresistance. // Adv. Exp. Med. Biol. 2007, V.608, P.119-29[4] Santin A.D., Bellone S., Roman J.J., McKenney J.K., Pecorelli S. // Trastuzumab treatment in patients with advanced or recurrent endometrial carcinoma overexpressing HER 2/neu. // Int. J. Gynaecol. Obstet. 2008, V.102, №2, P.128-31[5] Menard S., Balsari A., Casalini P., Tagliabue E., Campiglio M., Bufalino R., Cascinelli N. S. // HER -2-positive breast carcinomas as a particular subset with peculiar clinical behavior // Clin. Cancer Res. 2002, V.8, P.520-525[6] Sandri M.T., Johansson H., Colleoni M., Zorzino L., Passerini R., Orlando L., Viale G. // Serum levels of HER 2 EC D can determine the response rate to low dose oral cyclophosphamide and methotrexate in patients with advanced stage breast carcinoma. // Anticancer Res. 2004, V.24, P.1261-1266[7] Disis M.L., SchiVman K., Guthrie K., Salazar L.G., Knutson K.L., Goodell V., dela Rosa C., Cheever M.A. // Effect of dose on immune response in patients vaccinated with an her-2/neu intracellular domain protein-based vaccine. // J. Clin. Oncol. 1996, V.22, №10, P.1916-1925[8] Pichon M.F., Hacene K., Guepratte S., Neumann R. // Serum HER -2 extracellular domain (EC D) before the first metastasis in 128 breast cancer // Clin. Lab. 2004, V.50, №3-4, P.163-170[9] Leary A.F., Hanna W.M., van de Vijver M.J., Penault-Llorca F., Rüschoff J., Osamura R.Y., Bilous M., Dowsett M. // Serum HER -2 extracellular domain (EC D) before the first metastasis in 128 breast cancer patients. // Clin. Lab. 2009, V.27, №10, P.1694-1705[10] Lennon S., Barton C., Banken L., Gianni L., Marty M., Baselga J., Leyland-Jones B. // Utility of serum HER 2 extracellular domain assessment in clinical decision making: pooled analysis of four trials of trastuzumab in metastatic breast cancer. // J Clin Oncol. 2009, V.27, №10, P.1685-1693[11] Belimezi M.M., Papanastassiou D., Merkouri E., Baxevanis C.N., Mamalaki A. // Growth inhibition of breast cancer cell lines overexpressing Her2/neu by a novel internalized fully human Fab antibody fragment. // Cancer Immunol. Immunother. 2006, V.55, №9, P.1091-1099[12] Liu X., He Z., Zhou M., Yang F., Lv H., Yu Y., Chen Z. // Purification and characterization of recombinant extracellular domain of human HER 2 from Escherichia coli. // Protein Expr. Purif. 2007, V.53, №2, P.247-254[13] Dimitriadis A., Gontinou C., Baxevanis C.N., Mamalaki A. // The mannosylated extracellular domain of Her2/neu produced in P. pastoris induces protective antitumor immunity. // BMC Cancer. 2009, V.9, P.386[14] Waugh D.S. // Making the most of affinity tags. // Trends Biotechnol. 2005, V.23, №6, P.316-320[15] Nallamsetty S., Waugh D. // Solubility-enhancing proteins MBP and NusA play a passive role in the folding of their fusion partners. // Protein Expr. Purif. 2006, V.45, №1, P.175-182[16] Nallamsetty S., Waugh D.S. // A generic protocol for the expression and purification of recombinant proteins in Escherichia coli using a combinatorial His6-maltose binding protein fusion tag. // Nature Protocols 2007, V.2, №2, P.383-391[17] Dolgikh V.V., Senderskiy I.V., Tetz G.V., Tetz V.V. // Extracellular domain of HER 2 heterologous expression in bacteria. Accepted for publication by Uchenye zapiski Sankt-Peterburguskogo Gosudarstvennogo Meditsinskogo Universiteta im. acad. I.P. Pavlova (Proceedings of St. Petersburg State Pavlov Medical University) in September 2013 (in Russian). 2013[18] Vogelstein B., Gillespie D. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1979, V.76, №2, P.615-619[19] Miroux B., Walker J.E. // J. Mol. Biol. 1996, V.260, P.289-298[20] Laemmli U.K. // Nature 1970, V.227, P.680-685[21] Cleland W.W. // Biochemistry. 1964, V.3, P.480-482