Научная статья
УДК 606
DOI: doi.org/10.48612/dalrybvtuz/2024-68-03
EDN: DBTMTE
Рекомбинантный белок: синтез генов и перспективы использования в качестве биологически активного вещества пищевых систем
Шолпан Сергеевна Валиева
Южно-Уральский государственный аграрный университет, Троицк, Россия,
аспирант, http://orcid.org/0009-0006-8660-3456
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Сергей Леонидович Тихонов
Уральский государственный аграрный университет, Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия,
доктор технических наук, профессор, директор НОЦ «Прикладные нанобиотехнологии», http://orcid.org/0000-0003-4863-9834
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Наталья Валерьевна Тихонова
Уральский государственный аграрный университет, Екатеринбург, Россия,
доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой пищевой инженерии аграрного производства, http://orcid.org/0000-0001-5841-1791
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Аннотация. Перспективным научным направлением синтеза белковых молекул является развитие технологии рекомбинантных ДНК. Одним из изучаемых сегодня рекомбинантных белков человека является белок GDF-11. Целью работы является синтез генов, экспрессирующих рекомбинантную ДНК белка GDF-11 в E. Coli, и рассмотрение перспектив его использования в качестве БАВ в составе продуктов персонализированного питания. Исследования по синтезу генов проводили в ЗАО «Евроген» (Россия, Москва). Белок GDF-11 кодировали синтетическим геном, оптимизированными для экспрессии в E. coli. Последовательности, кодирующие GDF-11, были клонированы в эукариотический экспрессионный вектор pET-25b. Сначала синтезированы олигонуклеотиды, комплементарные либо одной, либо другой цепи гена, перекрывающиеся участками в 20-30 пар оснований. Затем с помощью ДНК-полимеразы были достроены цепи с заполнением промежутков между олигонуклеотидами. На последнем этапе сконструированный ген амплифицировался путем стандартной ПЦР. Получен бактериальный вектор для экспрессии в белка GDF-11 в E. coli., способствующий высокой экспрессии встроенного трансгена в E. coli. Результаты исследований будут способствовать пониманию молекулярных механизмов, лежащих в основе биотрансформации и метаболизма БАВ, что имеет важное значение для разработки безопасных и эффективных действующих начал и продукции персонализированного питания.
Ключевые слова: рекомбинантные белки, белок GDF-11, экспрессионный вектор pET-25b, биотрансформация, метаболизм, биологически активные вещества
© Валиева Ш. С., Тихонов С. Л., Тихонова Н. В., 2024
Для цитирования: Валиева Ш. С., Тихонов С. Л., Тихонова Н. В. Рекомбинантный белок: синтез генов и перспективы использования в качестве биологически активного вещества пищевых систем // Научные труды Дальрыбвтуза. 2024. Т. 68, № 2. С. 27–34.
Статья поступила в редакцию 03.05.2024; одобрена после рецензирования 23.05.2024; принята к публикации 10.06.2024
Origrnal article
Recombinant protein: gene synthesis and prospects for use as biologically active substances in food systems
Sholpan S. Valieva
South Ural State Agrarian University, Troitsk, Russia,
Graduate Student, http://orcid.org/0009-0006-8660-3456
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Sergey L. Tikhonov
Ural State Agrarian University, Ural State Forestry Engineering University, Yekaterinburg, Russia,
Doctor of Technical Sciences, Professor, Director of the Research Center «Applied Nanobiotechnology», http://orcid.org/0000-0003-4863-9834
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Natalia V. Tikhonova
Ural State Agrarian University, Yekaterinburg, Russia,
Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Food Engineering of Agricultural Production, http://orcid.org/0000-0001-5841-1791
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Abstract. A promising scientific direction for the synthesis of protein molecules is the development of the technology of recombinant DNA. One of the recombinant human proteins being studied today is the GDF-11 protein. The aim of the work is to synthesize genes expressing the recombinant DNA of the GDF-11 protein in E. coli and to consider the prospects for its use as a dietary supplement in personalized nutrition products. Research on gene synthesis was carried out at Eurogen CJSC (Moscow, Russia). The GDF-11 protein was encoded by a synthetic gene optimized for expression in E. coli. Sequences encoding GDF-11 were cloned into the eukaryotic expression vector pET-25b. oligonucleotides complementary to either one or the other chain of the gene, overlapping with sections of 20-30 base pairs, were synthesized. Then, with the help of DNA polymerase, chains were completed to fill the gaps between the oligonucleotides. At the last stage, the constructed gene was amplified by standard PCR. A bacterial vector for the expression of GDF-11 protein b in E. coli has been obtained, contributing to the high expression of the embedded transgene in E. coli. The research results will contribute to understanding the molecular mechanisms underlying the biotransformation and metabolism of BAS, which is important for the development of safe and effective operating principles and personalized nutrition products.
Keywords: recombinant proteins, GDF-11 protein, pET-25b expression vector, biotransformation, metabolism, biologically active substances
© Valieva S. S., Tikhonov S. L., Tikhonova N. V., 2024
The article was submitted 03.05.2024; approved after reviewing 23.05.2024; accepted for publication 10.06.2024