danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2021-65-3-290-302dan-974Research ArticleХИМИЯCHEMISTRYНовые иммуноаналитические системы на основе рекомбинантного лактоферрина человекаNew immunoassay systems based on recombinant human lactoferrinСеменовД. А.SemenovD. A.

Семенов Дмитрий Александрович – науч. сотрудник

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск, Республика Беларусь

Semenov Dmitry A. – Researcher

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk, Republic of Belarus

dsemenov@iboch.byВашкевичИ. И.VashkevichI. I.

Вашкевич Ирина Игнатьевна – канд. хим. наук, вед. науч. сотрудник

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск, Республика Беларусь

Vashkevich Irina I. – Ph. D. (Chemistry), Leading researcher

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk, Republic of Belarus

vashkevich@iboch.byСвиридовО. В.SviridovO. V.

Свиридов Олег Васильевич – д-р хим. наук, заведующий лабораторией

ул. Купревича, 5/2, 220141, Минск, Республика Беларусь

Sviridov Oleg V. – D. Sc. (Chemistry), Head of the Laboratory

5/2, Kuprevich Str., 220141, Minsk, Republic of Belarus

sviridov@iboch.byИнститут биоорганической химии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Bioorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Belarus202115072021653290302Copyright © Семенов Д.А., Вашкевич И.И., Свиридов О.В., 20212021Семенов Д.А., Вашкевич И.И., Свиридов О.В.Semenov D.A., Vashkevich I.I., Sviridov O.V.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/974

Комбинацией биохимических и синтетических методов с использованием рекомбинантного лактоферрина человека (рчЛФ) в качестве исходного соединения получены растворимые и иммобилизованные на твердой фазе иммунореагенты, включающие рчЛФ, комплекс рчЛФ с ионами европия, кроличью антисыворотку к рчЛФ, выделенный из антисыворотки антиген-аффинной хроматографией анти-рчЛФ иммуноглобулин, конъюгаты этого иммуноглобулина с хелатом Eu3+ или с пероксидазой из корней хрена. Биоспецифические взаимодействия реагентов в четырех иммунохимических системах различных конструкций изучены путем измерения ферментативной активности или флуоресценции с разрешением во времени. Практическим результатом исследования стала разработка тест-систем для быстрого и точного определения концентрации биологически активного рчЛФ в молоке трансгенных коз, во фракциях производственного процесса очистки этого белка, а также в фармацевтических препаратах и биологически активных пищевых добавках.

In this work, soluble and solid phase immunoreagents, including recombinant human lactoferrin (rhLF), a complex of rhLF with europium ions, rabbit antiserum to rhLF, anti-rhLF immunoglobulin purified by antigen-affinity chromatography and the conjugates of this immunoglobulin with an Eu3+ chelate or horseradish peroxidase have been obtained by a combination of biochemical and synthetic methods using rhLF as an initial compound. Biospecific interactions of the reagents in four immunochemical systems were assessed by measuring the enzyme activity or time-resolved fluorescence. The study resulted in the development of fast and precise immunoassays for biologically active rhLF in transgenic goat milk and in protein fractions obtained in the course of pure rhLF manufacture, as well as in pharmaceutical preparations and food additives.

лактоферрин человекаиммунореагенты на лактоферриниммуноанализ лактоферринаrecombinant human lactoferrinlactoferrin immunoreagentslactoferrin immunoassayReferencesIsolation of an iron-containing red protein from human milk / B. Johanson [et al.] // Acta Chemica Scandinavica. – 1960. – Vol. 14, N 2. – P. 510–512. https://doi.org/10.3891/acta.chem.scand.14-0510Johanson B., Virtanen A. I., Tweit R. C., Dodson R. M. Isolation of an iron-containing red protein from human milk. Acta Chemica Scandinavica, 1960, vol. 14, no. 2, pp. 510–512. https://doi.org/10.3891/acta.chem.scand.14-0510Thermal denaturation of human lactoferrin and its effect on the ability to bind iron / L. Mata [et al.] // J. Agric. Food Chem. – 1998. – Vol. 46, N 10. – P. 3964–3970. https://doi.org/10.1021/jf980266dMata L., Sánchez L., Headon D. R., Calvo M. Thermal denaturation of human lactoferrin and its effect on the ability to bind iron. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1998, vol. 46, no. 10, pp. 3964–3970. https://doi.org/10.1021/jf980266dБорзенкова, Н. В. Лактоферрин: физико-химические свойства, биологические функции, системы доставки, лекарственные препараты и биологически активные добавки (обзор) / Н. В. Борзенкова, Н. Г. Балабушевич, Н. И. Ларионова // Биофармацевт. журн. – 2010. – Т. 2, № 3. – С. 3–19.Borzenkova N. V., Balabushevich N. G., Larionova N. I. Lactoferrin: physical and chemical properties, biological functions, delivery systems, pharmaceutical and nutraceutical preparations (review). Biofarmatsevticheskii zhurnal = Biopharmaceutical journal, 2010, vol. 2, no. 3, pp. 3–19 (in Russian).Будевич, А. Перспективы рекомбинантного лактоферрина человека, получаемого из молока коз-продуцентов / А. Будевич // Наука и инновации. – 2016. – № 6. – С. 29–32.Budzevich A. Prospects for the production and use of recombinant human lactoferrin obtained from milk-producing goats. Nauka i innovatsii = Science and innovations, 2016, no. 6, pp. 29–32 (in Russian).Мировая практика получения рекомбинантного человеческого лактоферрина (обзор) / И. С. Агиевич [и др.] // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты. – 2017. – Т. 9. – С. 9–30.Agievitch I. S., Kastsianevich A. A., Falkouskaya U. V., Birukou R. M. World practice for production of recombinant human lactoferrin (review). Mikrobnye biotekhnologii: fundamental’nye i prikladnye aspekty = Microbial biotechnologies: fundamental and applied aspects, 2017, vol. 9, pp. 9–30 (in Russian).Использование трансгенных животных в биотехнологии: перспективы и проблемы / О. Г. Максименко [и др.] // Acta Naturae. – 2013. – Т. 5, № 1. – С. 33–47. https://doi.org/10.32607/20758251-2013-5-1-33-46Maksimenko O. G., Deykin A. V., Khodarovich Yu. M., Georgiev P. G. Use of transgenic animals in biotechnology: prospects and problems. Acta Naturae, 2013, vol. 5, no. 1, pp. 33–46. https://doi.org/10.32607/20758251-2013-5-1-33-46Получение рекомбинантного лактоферрина человека из молока коз-продуцентов и его физиологические эффекты / В. С. Лукашевич [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2016. – Т. 60, № 1. – С. 72–81.Lukashevich V. S., Budzevich A. I., Semak I. V., Kuznetsova V. N., Malyushkova E. V., Pyzh A. E., Novakovskaya S. A., Rudnichenko J. A., Popkov N. A., Ivashkevich O. A., Zalutsky I. V. Production of recombinant human lactoferrin from the milk of goat-producers and its physiological effects. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2016, vol. 60, no. 1, pp. 72–81 (in Russian).Vashist, S. K. Handbook of immunoassay technologies: approaches, performances, and applications / S. K. Vashist, J. H. T. Luong. – Academic Press, 2018. – 496 p.Vashist S. K., Luong J. H. T. Handbook of immunoassay technologies: approaches, performances, and applications. Academic Press, 2018. 496 p.Антимикробные и антиоксидантные свойства апо-формы рекомбинантного человеческого лактоферрина, выделенного из молока коз-продуцентов / Р. Н. Бирюков [и др.] // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты. – 2017. – Т. 9. – С. 305–317.Birukou R. N., Kastsianevich А. А., Kapustin M. A., Falkouskaya U. V., Chubarova H. S., Hubchyk K. A. Antimicrobial and antioxidant properties of apoform of recombinant human lactoferrin isolated from goat milk. Mikrobnye biotekhnologii: fundamental’nye i prikladnye aspekty = Microbial biotechnologies: fundamental and applied aspects, 2017, vol. 9, pp. 305–317 (in Russian).Faraji, N. Optimization of lactoperoxidase and lactoferrin separation on an ion-exchange chromatography step / N. Faraji, Y. Zhang, A. K. Ray // Separations. – 2017. – Vol. 4, N 2. – Art. 10. https://doi.org/10.3390/separations4020010Faraji N., Zhang Y., Ray A. K. Optimization of lactoperoxidase and lactoferrin separation on an ion-exchange chromatography step. Separations, 2017, vol. 4, no. 2, art. 10. https://doi.org/10.3390/separations4020010Гарбуз, О. С. Новый реагент для мечения белков ионами редкоземельных металлов / О. С. Гарбуз, Л. В. Дубовская, О. В. Свиридов // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2014. – Т. 58, № 1. – С. 68–74.Garbuz O. S., Dubovskaya L. V., Sviridov O. V. New reagent for labeling proteins with rare earth metal ions. Doklady Natsional’noi a kademii n auk B elarusi = D oklady o f t he N ational A cademy o f S ciences o f B elarus, 2014, vol. 58, no. 1, pp. 68–74 (in Russian).Hermanson, G. T. Bioconjugate techniques / G. T. Hermanson. – 3d ed. – Academic Press, 2013. – P. 203–205. https://doi.org/10.1016/C2009-0-64240-9Hermanson G. T. Bioconjugate techniques, Third Edition. Academic Press, 2013, pp. 203–205. https://doi.org/10.1016/C2009-0-64240-9A high-throughput method for the quantification of iron saturation in lactoferrin preparations / G. Majka [et al.] // Analytical and Bioanalytical Chemistry. – 2013. – Vol. 405, N 15. – P. 5191–5200. https://doi.org/10.1007/s00216-013-6943-9Majka G., Śpiewak K., Kurpiewska K., Heczko P., Stochel G., Strus M., Brindell M. A high-throughput method for the quantification of iron saturation in lactoferrin preparations. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2013, vol. 405, no. 15, pp. 5191–5200. https://doi.org/10.1007/s00216-013-6943-9Edelhoch, H. Spectroscopic determination of tryptophan and tyrosine in proteins / H. Edelhoch // Biochemistry. – 1967. – Vol. 6, N 7. – P. 1948–1954. https://doi.org/10.1021/bi00859a010Edelhoch H. Spectroscopic determination of tryptophan and tyrosine in proteins. Biochemistry, 1967, vol. 6, no. 7, pp. 1948–1954. https://doi.org/10.1021/bi00859a010Baldwin, R. L. How Hofmeister ion interactions affect protein stability / R. L. Baldwin // Biophysical Journal. – 1996. – Vol. 71, N 2. – P. 2056–2063. https://doi.org/10.1016/s0006-3495(96)79404-3Baldwin R. L. How Hofmeister ion interactions affect protein stability. Biophysical Journal, 1996, vol. 71, no. 4, pp. 2056–2063. https://doi.org/10.1016/s0006-3495(96)79404-3Melander, W. Salt effects on hydrophobic interactions in precipitation and chromatography of proteins: an interpretation of the lyotropic series / W. Melander, C. Horváth // Archives of Biochemistry and Biophysics. – 1977. – Vol. 183, N 1. – P. 200–215. https://doi.org/10.1016/0003-9861(77)90434-9Melander W., Horváth C. Salt effects on hydrophobic interactions in precipitation and chromatography of proteins: an interpretation of the lyotropic series. Archives of Biochemistry and Biophysics, 1977, vol. 183, no. 1, pp. 200–215. https://doi.org/10.1016/0003-9861(77)90434-9Single-domain antibody-based ligands for immunoaffinity separation of recombinant human lactoferrin from the goat lactoferrin of transgenic goat milk / S. V. Tillib [et al.] // Journal of Chromatography B. – 2014. – Vol. 949–950. – P. 48–57. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2013.12.034Tillib S. V., Privezentseva M. E., Ivanova T. I., Vasilev L. F., Efimov G. A., Gursky Y. G., Georgiev G. P., Goldman I. L., Sadchikova E. R. Single-domain antibody-based ligands for immunoaffinity separation of recombinant human lactoferrin from the goat lactoferrin of transgenic goat milk. Journal of Chromatography B, 2014, vol. 949–950, pp. 48–57. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2013.12.034

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