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本文聚焦 Ni-NTA 亲和纯化技术纯化带 His 标签蛋白时面临的富组氨酸污染物问题,以嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)为研究对象,鉴定出污染物 Lpg1596(烯酰辅酶 A 水合酶同源蛋白),构建 Δlpg1596突变株解决污染问题,为相关研究提供优化菌株。
在利用 Ni-NTA 亲和纯化技术分离带多聚组氨酸(His)标签的蛋白时,富含组氨酸的内源性蛋白常作为污染物干扰纯化过程。研究人员在纯化嗜肺军团菌(
Legionella pneumophila)Dot/Icm IVB 型分泌系统(T4BSS)复合物用于单颗粒分析(SPA)时,发现一种与 Ni-NTA 树脂结合的未知污染物。经质谱分析,该污染物为
lpg1596基因编码的烯酰辅酶 A 水合酶同源蛋白,其表面暴露的组氨酸簇可能介导了与 Ni-NTA 树脂的结合,且该蛋白多聚体可通过负染色电子显微镜(EM)观察到。
为解决这一污染问题,研究人员构建了 Δlpg1596突变株。实验表明,该突变株裂解物经 Ni-NTA 亲和纯化后,不再含有 70kDa 的污染蛋白,EM 分析也未观察到颗粒。进一步研究发现,Δlpg1596突变株在巨噬细胞内的复制能力与野生型菌株相似,说明其缺失不会影响致病性研究。
为便于在其他军团菌菌株中删除lpg1596基因,研究人员开发了一套带有不同抗生素抗性标记的自然转化载体,可通过一步自然转化实现基因失活。尽管烯酰辅酶 A 水合酶是脂肪酸降解途径的关键酶,但 Δlpg1596突变株在宿主细胞内的生长未受影响,仅携带 apramycin 抗性标记的菌株在生长速率上略有缺陷,可能与标记本身的毒性有关。
该研究不仅鉴定并解决了嗜肺军团菌 Ni-NTA 纯化中的污染物问题,还提供了优化的菌株和工具,为利用 His 标签进行膜蛋白纯化及相关结构研究奠定了基础,有助于推动嗜肺军团菌致病机制和分泌系统结构的深入解析。