Expressão do fragmento RBD da proteína S1 do vírus SARS-Cov-2 em leveduras


Abstract
The pandemics Corona Virus Disease started in 2019 (COVID-19) has being the third outbreak of coronaviruses in the last two decades. Initially associated to cases of pneumonia, the contamination was related to a seafood market in Wuhan City, China. The transmission of the virus occurs from person to person, directly or indirectly. SARS-Cov-2 belongs to the Coronaviridae family and the β-coronavirus genus. The virus genome is a single RNA strand positive of 30 kilobases (kb). The surface of the virus is composed of 3 main proteins, spike (S), membrane (M) and envelope (E). The receptor binding domain (RBD) is located in the S1 subunit. The viral RBD binds to angiotensina conversor enzyme (ACE 2) and then the virus can enter into the cells. The production of recombinant RBD becomes interesting as it can be used directly for the production of antibodies. The aim of this work is to produce the recombinant RBD of the S1 protein from SARS-Cov-2 for studies of immunological response. The yeast Pichia pastoris strains GS115 and Glycoswitch were used as expression systems, which implicates in different glycosylations of the antigen. GS115 determinates a glycosylation that can be beneficial as adjuvant, while the Glycoswitch strain, modified to reproduce humanized glycosylation, can induce a more specific immunity. The RBD protein was recovered from the supernatant and purified by metal affinity chromatography. The elution fractions were analyzed by SDS-PAGE and Western Blot. The yeast Pichia pastoris proved to be a good system to obtain the soluble recombinant RBD, but with low expression. New strategies to optimize the production are being evaluated. For example, a new strain of P. pastoris, X33 has been cloned to tests the expression and evaluate the yields.
Abstract in Portuguese
A pandemia do Coronavírus iniciada em 2019 (COVID-19) foi o terceiro surto de coronavírus nas duas últimas décadas. Inicialmente associado a casos de pneumonia, a contaminação foi relacionada a um mercado de frutos do mar, na cidade de Wuhan, China. A transmissão do vírus ocorre de pessoa para pessoa, de forma direta ou indireta. O SARS-Cov-2 pertence à família Coronaviridae, do gênero β-corona vírus. O genoma do vírus é uma molécula única de RNA de fita positiva de 30 quilobases (kb). A superfície do vírus é composta por 3 proteínas principais, spike (S), membrana (M) e envelope (E). O domínio de ligação ao receptor (RBD) está localizado na subunidade S1 e liga-se ao receptor de enzima conversora de angiotensina (ACE 2), o que permite a entrada nas células. A produção de RBD recombinante torna-se interessante para utilização direta na produção de anticorpos. O objetivo deste trabalho é a produção recombinante do fragmento RBD da proteína S1 do vírus SARS-Cov-2 para estudos de resposta imunológica. A levedura Pichia pastoris cepas GS115 e Glycoswitch foram utilizadas como sistemas de expressão que preveem diferentes glicosilações do antígeno. A glicosilação determinada pela GS115 pode ter um resultado benéfico como adjuvante. A levedura Glycoswitch, modificada para reproduzir a glicosilação humanizada, pode ter um efeito benéfico produzindo resposta imune mais especifica. A proteína RBD foi recuperada no sobrenadante dos cultivos, purificada por cromatografia de afinidade a metal e as frações de eluição foram analisadas por SDS-PAGE e Western Blot. O sistema Pichia pastoris mostrou-se uma boa forma de expressão da proteína RBD recombinante solúvel, porém em baixa concentração. Novas formas de otimizar o rendimento estão sendo estudadas. Por exemplo, uma nova linhagem de P. pastoris, a X33, foi clonada, para testes de expressão e avaliação de rendimentos.
Link to cite this reference
https://repositorio.butantan.gov.br/handle/butantan/4186
Issue Date
2022

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