Nghiên cứu phát triển hệ thống sàng lọc các hợp chất có tiềm năng kháng lao dựa trên hoạt động thủy phân ATP của protein ClpC1

Chỉ số đề mục

Lĩnh vực nghiên cứu

Hệ hô hấp và các bệnh liên quan

Dạng tài liệu

Tác giả

Nguyễn Minh Đức, Hanki Lee, Joo Won Suh, Võ Bích Thủy, Nghiêm Ngọc Minh, Nguyễn Phan Lan Hồng⁽¹⁾

Nhan đề

Nghiên cứu phát triển hệ thống sàng lọc các hợp chất có tiềm năng kháng lao dựa trên hoạt động thủy phân ATP của protein ClpC1

Nhan đề tiếng anh

Nguồn trích

Tạp chí Công nghệ Sinh học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Năm xuất bản

2020

Số

2

Trang

239-247

ISSN

1811-4989

Từ khóa

Lao, Sàng lọc, Thủy phân, Protein ClpC1, ATP

Từ khóa tiếng anh

Tóm tắt

Tỷ lệ lao toàn cầu tiếp tục tăng 1% mỗi năm với tình trạng lao kháng thuốc lan rộng. Do đó, việc phát triển và nghiên cứu để tìm ra các hợp chất có tiềm năng kháng lao mới đang trở thành một nhiệm vụ cực kỳ cấp bách. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi đã chứng minh rằng việc thực hiện sàng lọc các hợp chất kháng lao có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp 1 với tế bào Escherichia coli và protein ClpC1 tái tổ hợp. Chúng tôi đã tập trung vào hoạt động thủy phân ATP của ClpC1 để tạo ra một hướng nghiên cứu phát triển hệ thống sàng lọc các hợp chất có tiềm năng. Protein ClpC1 tái tổ hợp đã được biểu hiện thành công và tinh sạch với đầy đủ chức năng (93,5 kDa). Sự tăng trưởng ổn định của protein ClpC1 tái tổ hợp trong môi trường nuôi cấy Luria- Bertani (LB) được duy trì ổn định sau khi tách chiết. Hoạt tính ATPase xác định của ClpC1 được thực hiện bằng cách đo lượng phosphate giải phóng từ phản ứng. Ecumicin được chọn trở thành hợp chất đối chứng với các hoạt động thủy phân ATP tích cực (nH = 1,19 ± 0,217; Kd = 0,52 ± 0,275). Đề tài đã thử nghiệm với mười loại thuốc kháng lao hiện nay để đánh giá hiệu quả của hệ thống sàng lọc của chúng tôi. Dựa trên những kết quả này, chúng tôi đã nghiên cứu một hướng đi mới nhằm phát triển hệ thống sàng lọc các hợp chất kháng lao hoàn chỉnh, an toàn và nhanh chóng.

Tóm tắt tiếng anh

Kí hiệu kho

TTKHCNQG, CVv 262

File toàn văn

Xem toàn văn

Tài liệu tham khảo

[1] Zumla A, Nahid P, Cole ST (2013), Advances in the development of new tuberculosis drugs and treatment regimens.,Nature Reviews Drug Discovery 12: 388– 404.
[2] Worzella T, Larson B (2006), Optimizing Kinase Assays for Ultrahigh-Throughput Profiling Using the Kinase-Glo® Plus Assay.,Promega Corporation.
[3] (2018), Rapid Communication: Key changes to treatment of multidrug- and rifampicin-resistant tuberculosis (MDR/RR-TB).,World Health Organization.
[4] Wermuth CG (2006), Possible Al-ternatives to HighThroughput Screening.,Drug Discovery and Development: Drug Discovery 1(7).
[5] Sezonov G, Joseleau-Petit D, D’Ari R (2007), Escherichia coli physiology in Luria-Bertani broth.,J Bacteriol 189(23): 8746-8749.
[6] Sacchettini JC, Rubin EJ, Freundlich JS (2008), Drugs versus bugs: in pursuit of the persistent predator Mycobacterium tuberculosis.,Nat Rev Microbiol 6: 41–52.
[7] Pavan ME, Pavan EE, Cairó FM, Pettinari MJ (2016), Expression and refolding of the protective antigen of Bacillus anthracis: A model for high-throughput screening of antigenic recombinant protein refolding.,Revista Argent Microbiol 48(1): 5–14.
[8] Meliana R (2009), Mycobacterium tuberculosis ClpC1: A potential target for tuberculosis drug discovery.,National University of Singapore University of Basel.
[9] Mary PC, Nina MW, Hyun L, Jeffrey RA, Edyta MG, Yuehong W, Rui M, Wei Gao, James BM, Ying YJ, Jinhua C, Lee H, Suh JW, Duc NM, Seungwha P, Jin HC, Eun KJ, Chulhun LC, Jong SL, Birgit UJ, Guido FP, Scott GF, Sanghyun C (2019), Rufomycin targets ClpC1 proteolysis in Mycobacterium tuberculosis and M. abscessus.,Antimicrob Agents Chemother 63(3): e02204–18
[10] Martinou A, Koutsioulis D, Bouriotis V (2003), Cloning and expression of a chitin deacetylase gene (CDA2) f-rom Sacc-haromyces cerevisiae in Escherichia coli: Purification and c-haracterization of the cobalt-dependent recombinant enzyme.,Microb Technol 32(6): 757–763.
[11] Martin A, Baker TA, Sauer RT (2008), Protein unfolding by a AAA+ protease is dependent on ATP-hydrolysis rates and substrate energy landscapes.,Nat Struct Mol Biol 15: 139–145.
[12] Nagel M (1011), Purification of His-tag proteins. User manual Protino Ni-TED/IDA Combi Sample.,Macherey Protocol
[13] Loughran S, Bree RT, Walls D (2017), Prurification of Polyhistidine-Tagged Proteins.,Protein Chromatography: Methods Protocols: 275–303.
[14] Lee H, Suh JW (2016), Anti-tuberculosis lead molecules f-rom natural products targeting Mycobacterium tuberculosis ClpC1.,J Indust Microbio Biotechnol 43(2–3): 205–212.
[15] Kim KI, Cheong GW, Park SC, Ha JS, Woo KM, Choi SJ, Chung CH (2000), Heptameric ring structure of the heat-shock protein ClpB, a proteinactivated ATPase in Escherichia coli.,J Mol Biol 303(5): 655–666.
[16] Kar NP, Sikriwal D, Rath P, Choudhary RK, Batra JK (2008), Mycobacterium tuberculosis ClpC1.,Febs J. 275: 6149–6158.
[17] Ito K, Akiyama Y (2005), Cellular fuctions, mechanism of action, and regulation of FTSH protease.,Ann Rev Microbiol 59: 211–231.
[18] Hoskins JH, Pak M, Maurizi MR, Wickner S (1998), The role of the ClpA chaperone in proteolysis by ClpAP.,PNAS 95(21): 12135–12140.
[19] Gao, Jin YK, Jeffrey RA, Tatos A, Seungpyo H, Ying YJ, Olga K, Jong WK, In AL, Sun YL, James BM, Surafel M, Suhair S, Yuehong W, Seung HY, Tae MY, Alfred LG, Guido FP, Suh JW, Scott GF, Sanghyun C (2015), The cyclic peptide Ecumicin targeting ClpC1 is active against Mycobacterium tuberculosis in vivo.,Antimicrob Agents Chemother 59(2): 880–889.
[20] Fraga H, Rodriguez B, Bardera A, Cid C, Akopian T, Kandror O, Park A, Colmenarejo G, Lelievre J, Goldberga A (2019), Development of high throughput screening methods for inhibitors of ClpC1P1P2 f-rom Mycobacteria tuberculosis.,Anal Biochem 567: 30–37.
[21] Cali JJ, Niles A, Valley MP, O'Brien MA, Riss TL, Shultz J (2008), Bioluminescent assays for ADMET.,Expert Opin Drug Metab Toxicol 4(1):103–120.
[22] Bradford MM (1976), A rapid and sensitive for the quantitation of microgram quantitites of protein utilizing the principle of protein-dye binding.,Analytical Biochemistry 72: 248–254.
[23] Botos I, Melnikov EE, Cherry S, Halatova AGK, Rasulova FS, Tropea JE, Maurizi MR, Rotanova TV, Gustchina A, Wlodawer A (2004), Crystal structure of the AAA+ α domain of E. coli Lon protease at 1.9 Å resolution.,J Structl Biol 146(1–2): 113–122.