Production and characterization in vitro of recombinant RCL domain of serpin Ipis of Ixodes persulcatus ticks

Karelina K.V.; Protopopova E.V.; Pashkovskii S.E.; Ternovoi V.A.; Bayandin R.B.

doi:https://doi.org/10.17116/molgen20254303125

Карелина К.В.

ФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзора)

ORCID: 0009-0003-1421-1765

Протопопова Е.В.

ORCID: 0000-0002-2782-8364

Пашковский С.Е.

ORCID: 0000-0003-4215-7279

Терновой В.А.

ORCID: 0000-0003-1275-171X

Баяндин Р.Б.

ORCID: 0000-0002-6460-0828

Получение и характеризация in vitro рекомбинантного домена RCL серпина Ipis клещей Ixodes persulcatus

Авторы:

Карелина К.В., Протопопова Е.В., Пашковский С.Е., Терновой В.А., Баяндин Р.Б.

Подробнее об авторах

Журнал: Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2025;43(3): 25‑30

DOI: 10.17116/molgen20254303125

Прочитано: 163 раза

Связаться с автором

Оглавление

Как цитировать:

Карелина К.В., Протопопова Е.В., Пашковский С.Е., Терновой В.А., Баяндин Р.Б. Получение и характеризация in vitro рекомбинантного домена RCL серпина Ipis клещей Ixodes persulcatus. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2025;43(3):25‑30.
Karelina KV, Protopopova EV, Pashkovskii SE, Ternovoi VA, Bayandin RB. Production and characterization in vitro of recombinant RCL domain of serpin Ipis of Ixodes persulcatus ticks. Molecular Genetics, Microbiology and Virology. 2025;43(3):25‑30. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/molgen20254303125

Подписка 2026 Молекулярная генетика, микробиология и вирусология (Molecular Genetics, Microbiology and Virology)

Использование инфографики авторами научных работ

Резюме / Abstract:

Иксодовые клещи являются переносчиками множества инфекционных патогенов человека и животных. В процессе укуса клещ выделяет специфические белки, вырабатываемые в его слюнных железах. Эти белки играют ключевую роль в различных биологических процессах, включая модуляцию иммунного ответа хозяина, передачу патогенов, переработку крови, размножение и развитие клеща. Среди этих белков особое внимание уделяется серпинам, которые рассматриваются как перспективные кандидаты для разработки вакцин и методов борьбы с инфекционными заболеваниями, передаваемыми клещами.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Получение и характеризация in vitro рекомбинантного домена RCL серпина Ipis клещей Ixodes persulcatus.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

ПЦР-продукт клонировали в плазмиды PCR 2.1 и pET-200 D/TOPO. Трансформацию производили на химически компетентных клетках E. coli One Shot TOP10 и E. coli BL21(DE3). Очистку белка от примесей никельхелатной хроматографией с помощью смолы Ni-NTA-Superflow. Для анализа иммуногенности полученного белка иммунизировали мышей линии BALB/c. Полученные сыворотки лабораторных животных были протестированы методом иммуноферментного анализа. Построение структур клещевых серпинов проводили методом моделирования по гомологии с использованием сервера AlphaFold (https://www.alphafold.com/).

РЕЗУЛЬТАТЫ

В рамках данного исследования получен и охарактеризован рекомбинантный домен RCL серпина Ipis-клещей Ixodes persulcatus. Проведена оценка иммуногенности рекомбинантного белка путем иммунизации лабораторных животных и оценка специфической активности полученных сывороток методом ИФА и иммуноблота. Построены 3D-модели клещевых серпинов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в данном исследовании был получен и охарактеризован рекомбинантный домен RCL серпина Ipis клещей Ixodes persulcatus. После проведения дополнительных исследований полученный рекомбинантный домен RCL серпина Ipis планируется использовать в качестве моно- и мультиантигенных белковых вакцин.

Ключевые слова / Keywords:

рекомбинантный белок

серпин Ipis

плазмида

клещ Ixodes persulcatus

RCL-домен

Авторы / Authors:

Карелина К.В.

ORCID: 0009-0003-1421-1765

Протопопова Е.В.

ORCID: 0000-0002-2782-8364

Пашковский С.Е.

ORCID: 0000-0003-4215-7279

Терновой В.А.

ORCID: 0000-0003-1275-171X

Баяндин Р.Б.

ORCID: 0000-0002-6460-0828

Дата поступления:

03.03.2025

Дата принятия в печать:

31.05.2025

Закрыть метаданные

Литература / References:

Saito Y, Konnai S, Yamada S, Imamura S, Nishikado H, Ito T, et al. Identification and characterization of antimicrobial peptide, defensin, in the taiga tick, Ixodes persulcatus. Insect Mol Biol. 2009;18(4):531-9. https://doi.org/10.1111/j.1365-2583.2009.00897.x
Mori A, Konnai S, Yamada , Hidano A,Murase Y, Ito T, et al. Two novel Salp15-like immunosuppressant genes from salivary glands of Ixodes persulcatus Schulze tick. Insect Mol Biol. 2010;19(3):359-365. https://doi.org/10.1111/j.1365-2583.2010.00994.x
Konnai S, Nishikado H, Yamada S, Imamura S, Ito T, Onuma M, et al. Molecular identification and expression analysis of lipocalins from blood feeding taiga tick, Ixodes persulcatus Schulze. Exp Parasitol. 2011;127(2):467-74. https://doi.org/10.1016/j.exppara.2010.10.002
Konnai S, Yamada S, Imamura S, Nishikado H, Githaka N, Ito T,et al. Identification of TROSPA homologue in Ixodes persulcatus Schulze, the specific vector for human Lyme borreliosis in Japan. Ticks Tick Borne Dis. 2012;3(2):75-7. https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2012.02.001
Hidano A, Konnai S, Yamada S, Githaka N, Isezaki M, Higuchi H, et al. Suppressive effects of neutrophil by Salp16-like salivary gland proteins from Ixodes persulcatus Schulze tick. Insect Mol Biol. 2014;23(4):466-74. https://doi.org/10.1111/imb.12101
Ali A, Tirloni L, Isezaki M, Seixas A, Konnai S, Ohashi K, et al. Reprolysin metalloproteases from Ixodes persulcatus, Rhipicephalus sanguineus and Rhipicephalus microplus ticks. Exp Appl Acarol. 2014;63(4):559-78. https://doi.org/10.1007/s10493-014-9796-9
Muhammad NA. Serpins in Tick Physiology and Tick-Host Interaction. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2022; 12;892770. https://doi.org/10.3389/fcimb.2022.892770
Blisnick AA, Foulon T, Bonnet SI. Serine Protease Inhibitors in Ticks: An Overview of Their Role in Tick Biology and Tick-Borne Pathogen Transmission. Front Cell Infect Microbiol. 2017;7:199. https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00199
Chmelař J, Kotál J, Langhansová H, Kotsyfakis M. Protease Inhibitors in Tick Saliva: The Role of Serpins and Cystatins in Tick-host-Pathogen Interaction. Front Cell Infect Microbiol. 2017;7:216. https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00216
Meekins DA, Kanost MR, Michel K. Serpins in arthropod biology. Semin Cell Dev Biol. 2017;62:105-119. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2016.09.001
Bao J, Pan G, Poncz M, Wei J, Ran M, Zhou Z. Serpin functions in host-pathogen interactions. Peer J. 2018;6:4557. https://doi.org/10.7717/peerj.4557
Toyomane K, Konnai S, Niwa A, Githaka N, Isezaki M, Yamada S, et al. Identification and the preliminary in vitro characterization of IRIS homologue from salivary glands of Ixodes persulcatus Schulze. Ticks Tick Borne Dis. 2016;7(1):119-125. https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2015.09.006
Prevot PP, Adam B, Boudjeltia KZ, Brossard M, Lins L, Cauchie P, et al. Anti-hemostatic effects of a serpin from the saliva of the tick Ixodes ricinus. J Biol Chem. 2006;281(36):26361-9. https://doi.org/10.1074/jbc.M604197200
Chlastáková A, Kotál J, Beránková Z, Kaščáková B, Martins LA, Langhansová H, et al. Iripin-3, a New Salivary Protein Isolated From Ixodes ricinus Ticks, Displays Immunomodulatory and Anti-Hemostatic Properties In Vitro. Front Immunol. 2021;12:626200. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.626200
Wang F, Song Z, Chen J, Wu Q, Zhou X, Ni X, Dai J. The immunosuppressive functions of two novel tick serpins, HlSerpin-a and HlSerpin-b, from Haemaphysalis longicornis. Immunology. 2020;159(1):109-120. https://doi.org/10.1111/imm.13130
Leboulle G, Crippa M, Decrem Y, Mejri N, Brossard M, Bollen A, Godfroid E. Characterization of a novel salivary immunosuppressive protein from Ixodes ricinus ticks. J Biol Chem. 2002;277(12):10083-10089. https://doi.org/10.1074/jbc.M111391200
Kascakova B, Kotal J, Martins LA, Berankova Z. Structural and biochemical characterization of the novel serpin Iripin-5 from Ixodes ricinus. Acta Crystallogr D Struct Biol. 2021;77(Pt 9):1183-1196. https://doi.org/10.1107/S2059798321007920
Krakowetz CN, Lindsay LR, Chilton NB. Genetic diversity in Ixodes scapularis (Acari: Ixodidae) from six established populations in Canada. Ticks Tick Borne Dis. 2011;2(3):143-50. https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2011.05.003
Al-Khafaji AM, Clegg SR, Pinder AC, Luu L, Hansford KM, Seelig F, et al. Multi-locus sequence typing of Ixodes ricinus and its symbiont Candidatus Midichloria mitochondrii across Europe reveals evidence of local co-cladogenesis in Scotland. Ticks Tick Borne Dis. 2019;10(1):52-62. https://doi.org/10.1016/j.ttbdis.2018.08.016
Разумов ИА, Агапов ЕВ, Перебоев АВ. Изучение антигенной структуры гликопротеина Е2 вируса ВЭЛ с помощью крысиных моноклональных антител. Вопросы вирусологии. 1991;36: 34-3.
Towbin H, Staehelin T, Gordon J. Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc Natl Acad Sci U S A. 1979 Sep;76(9):4350-4. https://doi.org/10.1073/pnas.76.9.4350
Карелина КВ, Баяндин РБ, Терновой ВА.Получение фрагмента рекомбинантного клещевого защитного антигена серпина Ipis-1, домена RCL-петли, клещей Ixodes Persulcatus. X международная конференция молодых ученых: биоинформатиков, биотехнологов, биофизиков, вирусологов и молекулярных биологов: Сборник тезисов. 2023; 155-157. https://doi.org/10.25205/978-5-4437-1526-1-87
de la Fuente J, Kocan KM. Strategies for development of vaccines for control of ixodid tick species. Parasite Immunol. 2006;28(7):275-83. https://doi.org/10.1111/j.1365-3024.2006.00828.x
Parizi LF, Githaka NW, Logullo C, Zhou J, Onuma M, Termignoni C, da Silva Vaz I Jr. Universal Tick Vaccines: Candidates and Remaining Challenges. Animals (Basel). 2023;13(12):20-31. https://doi.org/10.3390/ani13122031
Ma ML, Guan GQ, Li YQ, Liu AH, Ren QY, Niu QL, et al. Prokaryotic expression of Bm86 gene of Boophilus microplus and optimization of the expression condition. Zhongguo Ji Sheng Chong Xue Yu Ji Sheng Chong Bing Za Zhi. 2009;27(6):531-533.
Azhahianambi P, Ray DD, Chaudhuri P, Gupta R, Ghosh S. Vaccine Efficacy of Bm86 Ortholog of H. a. anatolicum, rHaa86 Expressed in Prokaryotic Expression System. J Parasitol Res. 2009. https://doi.org/10.1155/2009/165812
Liao M, Zhou J, Hatta T, Umemiya R, Miyoshi T, Tsuji N, et al. Molecular characterization of Rhipicephalus (Boophilus) microplus Bm86 homologue from Haemaphysalis longicornis ticks. Vet Parasitol. 2007;146(1-2):148-57. https://doi.org/10.1016/j.vetpar.2007.01.015