danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"dan-445Research ArticleБИОЛОГИЯBIOLOGYСОЗДАНИЕ ШТАММА-ПРОДУЦЕНТА ХИМЕРНОГО БЕЛКА, СОСТОЯЩЕГО ИЗ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО АННЕКСИНА И БАКТЕРИАЛЬНОЙ АДЕНОЗИНДЕЗАМИНАЗЫCONSTRUCTION OF STRAIN-PRODUCER OF CHEMERIC PROTEIN CONTAINING HUMAN ANNEXIN AND BACTERIAL ADENOSINE DEAMINASEБулатовскийА. Б.BulatovskiA. B.

мл. науч. сотрудник

Junior researcher

a.bulatovski@yandex.ruКвачС. В.KvachS. V.

канд. биол. наук, вед. науч. сотудник

Ph. D. (Biology), Leading researcher

sergkvach@yahoo.comЕрошевскаяЛ. А.EroshevskayaL. A.

канд. биол. наук, вед. науч. сотудник

Ph. D. (Biology), Leading researcher

ljarosha@yandex.ruЗинченкоА. И.ZinchenkoA. I.

член-корреспондент, д-р биол. наук, профессор, заведующий лабораторией

Corresponding Member, D. Sc. (Biology), Professor, Head of the Laboratory

zinch@mbio.bas-net.byИнститут микробиологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Microbiology of the National Academy of Sciences of Belarus2017051020176148995Copyright © Булатовский А.Б., Квач С.В., Ерошевская Л.А., Зинченко А.И., 20172017Булатовский А.Б., Квач С.В., Ерошевская Л.А., Зинченко А.И.Bulatovski A.B., Kvach S.V., Eroshevskaya L.A., Zinchenko A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/445

Злокачественные опухоли обладают механизмами, позволяющими уклоняться от разрушения иммунной системой организма-опухоленосителя. Одним из таких механизмов является формирование в опухоли под влиянием внеклеточного аденозина иммуносупрессирующего микроокружения. Ранее нами была предложена идея устранения защиты рака от хозяйского клеточного иммунитета с помощью аденозиндезаминазы, слитой с аннексином-А5. В результате проведенного исследования впервые сконструирован штамм Escherichia coli, продуцирующий химерный белок, молекула которого состоит из человеческого аннексина-А5 и гомологичной аденозиндезаминазы. Продуцирующая способность полученного штамма-продуцента в отношении химерного белка составляет 18 мг/л культуральной жидкости. Наработано 13 мг высокоочищенного химерного белка, обладающего аденозиндезаминазной активностью. При этом продуцирующая способность этого штамма в отношении аденозиндезаминазы составила 7,1 мкмоль/мин/мл культуральной жидкости. Полученный химерный белок предназначен для изучения в качестве перспективного противоопухолевого средства.

 

 

 

 

Malignant tumors possess the mechanisms allowing one to evade the degradation of tumor-carrier by the immune system. One of the mechanisms is the formation of a tumor immunosuppressing microenvironment acted upon by extracellular adenosine. Earlier, we proposed the idea to eliminate a cancer protection barrier from the host cell immunity using adenosine deaminase fused with annexin A5. The conducted study resulted in the first development of the strain Escherichia coli producing the chimeric protein structurally composed of human annexin A5 and homologous adenosine deaminase. The generating capacity of the obtained microbial strain with respect to chimeric protein was 18 mg/l of culture fluid. 13 mg of highly purified chimeric protein showing the adenosine deaminase activity was produced. The adenosine deaminase productivity of the strain equaled 7.1 µmol/min/ml of culture fluid. The obtained chimeric protein is intended for a further investigation as a promising cancerostatic agent.

химерный белокчеловеческий аннексинаденозиндезаминазаEscherichia colifusion proteinhuman annexinadenosine deaminaseEscherichia coliReferencesСуконко, О. Г. Состояние и перспективы развития онкологии в Республике Беларусь / О. Г. Суконко // Онколог. журн. – 2011. – T. 5, № 4. – C. 5–18.Sukonko О. G. Present state and prospects of oncology in Republic of Belarus. Onkologicheskii zhurnal = Oncological Journal, 2011, vol. 5, no. 4, pp. 5–18 (in Russian).Лихтенштейн, А. В. Исследования рака: бег с препятствиями / А. В. Лихтенштейн // Биохимия. – 2014. – Т. 79, № 5. – С. 493–500.Lichtenstein А. V. Cancer research: A hurdle race. Biochemistry, 2014, vol. 79, no. 5, pp. 385–390. doi.org/10.1134/ s0006297914050010Sverdlov, E. D. Genetic surgery – a right strategy to attack cancer / E. D. Sverdlov // Curr. Gene. Ther. – 2011. – Vol. 11. – P. 501–531. doi.org/10.2174/156652311798192842Sverdlov E. D. Genetic surgery – a right strategy to attack cancer. Current Gene Therapy, 2011, vol. 11, no. 6, pp. 501– 531. doi.org/10.2174/156652311798192842Имянитов, Е. Н. Молекулярные механизмы опухолевого роста / Е. Н. Имянитов // Вопросы онкологии. – 2010. – Т. 56, № 2. – С. 117–128.Imyanitov Е. N. Molecular mechanisms of tumoral body height. Voprosy onkologii = Problems in oncology, 2010, vol. 56, no. 2, pp. 117–128 (in Russian).Кушлинский, Н. Е. Молекулярно-биологические характеристики злокачественных новообразований / Н. Е. Кушлинский, М. В. Немцова // Вестн. РАМН. – 2014. – Т. 69, № 1–2. – С. 5–15.Kushlinskii N. Е., Nemtsova М. V. Molecular biological characteristics of cancer. Vestnik Rossiiskoi Akademii Meditsinskikh Nauk = Annals of the Russian Academy of Medical Sciences, 2014, vol. 69, no. 1–2, pp. 5–15 (in Russian).Свердлов, Е. Д. Многомерная сложность рака. Нужны простые решения / Е. Д. Свердлов // Биохимия. – 2016. – Т. 81, № 7. – С. 962–970.Sverdlov E. D. Multidimensional complexity of cancer. Simple solutions are needed. Biochemistry, 2016, vol. 81, no. 7, pp. 731–738. doi.org/10.1134/s0006297916070099Hanahan, D. Hallmarks of cancer: the next generation / D. Hanahan, R. A. Weinberg // Cell. – 2011. – Vol. 144, N 5. – P. 646–674. doi.org/10.1016/j.cell.2011.02.013Hanahan D., Weinberg R. A. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell, 2011, vol. 144, no. 5, pp. 646–674. doi. org/10.1016/j.cell.2011.02.013Joyce, J. A. T-cell exclusion, immune privilege, and the tumor microenvironment / J. A. Joyce, D. T. Fearon // Science. – 2015. – Vol. 348, N 6230. – P. 74–80. doi.org/10.1126/science.aaa6204Joyce J. A., Fearon D. T. T-cell exclusion, immune privilege, and the tumor microenvironment. Science, 2015, vol. 348, no. 6230, pp. 74–80. doi.org/10.1126/science.aaa6204Vaupel, P. Hypoxia-driven adenosine accumulation: a crucial microenvironmental factor promoting tumor progression / P. Vaupel, A. Mayer // Adv. Exp. Med. Biol. – 2016. – Vol. 876. – P. 177–183. doi.org/10.1007/978-1-4939-3023-4_22Vaupel P., Mayer A. Hypoxia-driven adenosine accumulation: a crucial microenvironmental factor promoting tumor progression. Advances in Experimental Medicine and Biology, 2016, vol. 876, pp. 177–183. doi.org/10.1007/978-1-4939-3023-4_22A2A adenosine receptor protects tumors from antitumor T cells / A. Ohta [et al.] // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2006. – Vol. 103. – P. 13132–13137. doi.org/10.1073/pnas.0605251103Ohta A., Gorelik E., Prasad S. J., Ronchese F., Lukashev D., Wong M. K., Huang X., Caldwell S., Liu K., Smith P., Chen J. F., Jackson E. K., Apasov S., Abrams S., Sitkovsky M. A2A adenosine receptor protects tumors from antitumor T cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2006, vol. 103, no. 35, pp. 13132–13137. doi. org/10.1073/pnas.0605251103Зинченко, А. И. Аденозин как потенциальная мишень для биотерапии рака / А. И. Зинченко // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. бiял. навук. – 2016. – № 4. – С. 118–128.Zinchenko А. I. Adenosine as a potential target for cancer biotherapy. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya biyalagichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, biological series, 2016, no. 4, pp. 118–128 (in Russian).Enzyme prodrug therapy designed to target L-methioninase to the tumor vasculature / B. D. Van Rite [et al.] // Cancer Lett. – 2011. – Vol. 301, N 2. – P. 177–184. doi.org/10.1016/j.canlet.2010.11.013Van Rite B. D., Lazrak Y. A., Pagnon M. L., Palwai N. R., Neves F. F., McFetridge P. S., Harrison R. G. Enzyme prodrug therapy designed to target L-methioninase to the tumor vasculature. Cancer Letters, 2011, vol. 301, no. 2, pp. 177–184. doi. org/10.1016/j.canlet.2010.11.013Krais, J. J. Purine nucleoside phosphorylase targeted by Annexin V to breast cancer vasculature for enzyme prodrug therapy / J. J. Krais, O. De Crescenzo, R. G. Harrison // PLoS ONE. – 2013. – Vol. 8, N 10. – e76403. doi.org/10.1371/journal. pone.0076403Krais J. J. De Crescenzo O., Harrison R. G. Purine nucleoside phosphorylase targeted by Annexin V to breast cancer vasculature for enzyme prodrug therapy. PLoS ONE, 2013, vol. 8, no. 10, e76403. doi.org/10.1371/journal.pone.0076403Annexin-directed β-glucuronidase for the targeted treatment of solid tumors / K. P. Guillen [et al.] // PEDS. – 2017. – Vol. 30, N 2. – P. 85–94. doi.org/10.1093/protein/gzw063Guillen K. P., Ruben E. A., Virani N., Harrison R. G. Annexin-directed β-glucuronidase for the targeted treatment of solid tumors. Protein Engineering Design and Selection, 2017, vol. 30, no. 2, pp. 85–94. doi.org/10.1093/protein/gzw063

The authors declare that there are no conflicts of interest present.