Влияние продукции гетерологичных белков на метаболизм штаммовпродуцентов Е.В. Самбук, М.В. Падкина, Л.В. Парфенова, М.Н. Смирнов

Лаборатория биохимической генетики Биологического НИИ СПбГУ, ООО «БИОТЕХ» Применение непатогенных микроорганизмов — дрожжейсахаромицетов, не содержащих токсических и пирогенных факторов, в качестве продуцентов рекомбинантных белков человека позволяет использовать эти белки в клинической практике. При экспрессии  гетерологичного белка можно столкнуться с неожиданным вовлечением этого белка в метаболизм клетки дрожжей. Это приводит к ситуации, при которой попытки создания сверхпродуцента будут вести к снижению жизнеспособности клетки или к потере плазмиды. При этом a priori невозможно сказать, будет ли чужеродный белок участвовать в метаболизме клетки хозяина. Дрожжипродуценты INF? человека — имеют сниженную скорость роста и приблизительно 27 % клеток теряют плазмиду после 24 ч культивирования в неселективной среде.  INF? в клетках млекопитающих приводит к нарушению функции митохондрий. Продукция  INF? человека в клетках дрожжей сопровождается снижением активности цитохром Соксидазы. Влияние  INF? на клетки млекопитающих осуществляется за счет взаимодействия белка с соответствующим трансмембранным рецептором и после дующей передачи сигнала с помощью JAK — STAT пути. Реком бинантный INF? находится внутри клетки дрожжей, в которой отсутствуют рецепторы для цитокинов, но, возможно, существуют белки дрожжей, способные взаимодействовать с гетерологичным белком. Экстраклеточные домены многих рецепторов млекопитающих, в частности, рецепторов цитокинов, инсулина, факторов роста содержат фибронектиновые повторы, FnIII. В базе данных Proteome у дрожжей Saccharomyces cerevisiae идентифицировано только три белка, содержащих FnIII домены: YKL071Wp, YEL043Wp и Chs5p. Ген CHS5 кодирует структуру белка, необходимого для активности синтазы хитина III. Функции двух других генов неизвестны. Полученные результаты позволяют предположить, что INF? человека функционирует в клетках дрожжей и так же, как в клетках млекопитающих, нарушает функцию митохондрий, что является причиной его высокой токсичности для клеток продуцента. Применение секреторных продуцентов позволяет снижать отрицательное влияние  гетерологичного белка на метаболизм клетки дрожжей. Наиболее перспективным для создания секреторных продуцентов INF? человека является использование другого вида дрожжей, например, Pichia pastoris. В данном сообщении обсуждается влияние  гетерологичных белков: пресинаптического  глутаматного рецептора крысы и INF? человека на физиологическое состояние штаммовродуцентов Saccharomyces cerevisiae и Pichia pastoris.