Produção e purificação da proteína EDIII do virus Zika em sistema de expressão em E. coli com a nova tecnologia CASPON

• Processo: 21/08502-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 18 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 17 de outubro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Viviane Maimoni Gonçalves
• Beneficiário: Sérgio Carneiro Araújo
• Supervisor: Alois Jungbauer
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universität für Bodenkultur Wien, Áustria
• Vinculado à bolsa: 18/24683-3 - Obtenção do domínio III da proteína de envelope do Vírus Zika em Escherichia coli: comparação de estratégias para produção solúvel ou em corpos de inclusão, BP.DD
• Assunto(s): Biotecnologia Bioprocessos Bioatividade Vírus Zika Antígenos Escherichia coli
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioseparations | Chromatograph | downstream | Process development | Production platform | Zika vaccine | Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia

Resumo

EDIII é a região mais exposta da proteína E do vírus Zika e promove potentes anticorpos neutralizantes, possuindo as características necessárias para ser usada como um antígeno seguro e eficaz. A produção de EDIII em E. coli foi feita apenas em escala laboratorial e principalmente por renaturação de corpos de inclusão (CI), que é uma técnica difícil de ser aplicada em larga escala. Nesse sentido, a tecnologia de etiquetas de fusão tem sido usada para evitar a formação de CI, favorecendo a estabilidade e a atividade biológica adequadas da proteína. Essa tecnologia foi utilizada pelo aluno de doutorado para a produção de EDIII. Apesar da melhora expressiva da solubilidade, ainda assim instabilidade e degradação foram observadas após a purificação e remoção da etiqueta. Esse fato pode ser explicado pelo aminoácido não nativo remanescente no N-terminal de EDIII após a remoção da etiqueta. O Institute of Bioprocess Science and Engineering, localizado na Áustria, tem trabalhado há décadas na criação de uma tecnologia de etiquetas de fusão que atenda aos requisitos industriais. O instituto recentemente desenvolveu a CASPON, uma plataforma de etiquetas de fusão onde ocorre a completa remoção tag, deixando a porção N-terminal nativa. A CASPON é composta pela etiqueta de solubilidade T7AC, uma etiqueta de 6-histidinas, um espaçador curto e o sítio de clivagem da caspase-2. Estudos iniciais demonstraram considerável aumento na solubilidade e no rendimento usando essa técnica para produção de proteínas com tendência intrínseca para formar CI. Neste projeto para BEPE, propomos estudar a tecnologia CASPON para produção de EDIII em E. coli, podendo aumentar o rendimento do processo e a estabilidade da proteina. Além disso, o projeto vai contribuir para a validação da CASPON e sua comparação com a plataforma Fh8-TEV usada no Brasil. A experiência e a qualificação do grupo anfitrião certamente irão agregar na formação e no avanço do projeto de pesquisa do aluno de doutorado, bem como em futuras pesquisas e estudos envolvendo proteínas semelhantes. (AU)