Optimization of elastin-like polypeptide fusions for expression and purification of recombinant proteins in plants.

Conley, A.J., Joensuu, J.J., Jevnikar, A.M., Menassa, R., et Brandle, J.E. (2009). « Optimization of elastin-like polypeptide fusions for expression and purification of recombinant proteins in plants. », Biotechnology and Bioengineering, 103(3), p. 562-573. doi : 10.1002/bit.22278  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les milieux médical et industriel ont de plus en plus besoin de protéines recombinantes. À l’heure actuelle, les plantes sont maintenant reconnues comme des moyens de production économiques et efficaces de telles protéines. Même si l’accumulation de protéines recombinantes dans les plantes transgéniques n’est pas nécessairement élevée, nous avons montré précédemment que la fusion avec un polypeptide analogue de l’élastine (ELP, elastin-like polypeptide) permet d’accroître significativement la production de diverses protéines recombinantes dans les feuilles des plantes. Les ELP sont des biopolymères comprenant une répétition de la séquence du pentapeptide VGVPG [(VGVPG)n] qui est utile lors de la bioséparation et qui agit comme un marqueur thermodépendant dans la purification non chromatographique des protéines recombinantes. Pour déterminer la taille optimale de l’ELP pour l’accumulation des protéines recombinantes et leur purification subséquente, différents ELP ont été fusionnés à la protéine verte fluorescente, à l’interleukine-10, à l’érythropoïétine ainsi qu’à un fragment d’anticorps à chaîne unique. Ces protéines de fusion ont ensuite été exprimées de façon transitoire dans des feuilles de tabac. Nos résultats montrent que les segments d’ELP comprenant 30 répétitions de pentapeptides ont permis d’obtenir les meilleurs compromis entre les effets positifs des petits segments d’ELP (n = 5-40) sur l’accumulation de protéines recombinantes et les effets positifs des plus gros segments d’ELP (n = 80-160) sur le taux de récupération des protéines recombinantes lors de la purification par la méthode de transition thermosensible réversible. De plus, l’orientation C-terminale des polypeptides de fusion ELP a permis de produire une plus grande quantité de protéines cibles que l’orientation N-terminale. Il est important de signaler que les polypeptides de fusion ELP n’ont aucun effet nuisible sur l’affinité de liaison réceptrice de l’érythropoïétine, témoignant de la nature inerte de ces polypeptides. L’utilisation de polypeptides de fusion ELP permet d’augmenter la production de protéines recombinantes chez les plantes tout en facilitant leur purification.

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