Comparative Evaluation of Human Papillomavirus Type 16 L1 Protein Expressed in Plasmid- and Baculovirus-Based Systems in Insect Cells

Document Type: Original Articles

Author

Iranian Veterinary Organization, Tehran, Iran

Abstract

Human papillomavirus (HPV) has been associated with specific types of papillomas, lesions at particular anatomic sites, and malignancies. The HPV16 and HPV18 have been shown to play a role in a variety of carcinomas. The most documented HPV-associated cancer is cervical carcinoma. Suitable antigens are needed to be identified for the diagnostic tests and vaccines and the expression of L1 recombinant protein should be accelerated in papillomaviruses. Therefore, in this study, the expression of the L1 protein of HPV16 was evaluated and compared in insect cells using a plasmid and a baculovirus system. The expression of the L1 protein of HPV16 in insect cells was investigated using a plasmid (InsectDirect) and a baculovirus system (BacMagic). The expressed recombinant proteins were purified from the Sf9 lysate using Ni-NTA resin columns. The characterization of recombinant L1 protein expressed in both systems (BacMagic and InsectDirect) was performed using immunofluorescence, SDS-PAGE, western blot, and dot blot. The yields of the purified proteins from the plasmid- and baculovirus-based systems (10 ml culture; 107 cells) had the ranges of 455-495 µg/ml and 1.44-1.6 mg/ml as analyzed by spectrophotometer, respectively. The SDS-PAGE analysis of purified proteins revealed that the recombinant proteins with the expected size of 58 KDa were produced in both InsectDirect and baculovirus systems. A high degree (95%) of purification was achieved using this system as observed in SDS-PAGE. The purified L1 protein in the baculovirus system was clearly more efficient than the InsectDirect system. The results of this study indicate that the BacMagic system is an appropriate tool for large scale protein production and provides an alternative to the traditional baculovirus system. In addition, the InsectDirect system might provide a rapid and dependable pointer of whether a protein can be successfully produced in a baculovirus system. Both InsectDirect and BacMagic systems present remarkable savings in cost and time.

Keywords


Article Title [French]

Évaluation Comparative de la Protéine de Type 16 L1 du Papillomavirus Humain Exprimée dans des Systèmes à Base de Plasmides et de Baculovirus dans des Cellules d'Insectes

Abstract [French]

Le papillomavirus humain a été associé aux types spécifiques de papillomes, aux lésions sur des sites anatomiques particuliers et aux tumeurs malignes. Les HPV16 et HPV18 ont un rôle causal dans une variété de carcinomes. Le carcinome du col utérin est le cancer le mieux documenté associé au HPV. Dans cette étude, l'expression de papillomavirus de type 16 L1 dans des cellules d'insectes à l'aide d'un plasmide et d'un système baculovirus a été évaluée et comparée afin de fournir des antigènes appropriés pour les tests de diagnostic et les vaccins ainsi que pour 'accélérer l'expression de la protéine recombinante L1 des papillomavirus. L'expression de la protéine de type 16 L1 du papillomavirus dans des cellules d'insectes a été étudiée en utilisant un plasmide (InsectDirect) et un système baculovirus (BacMagic). Les protéines recombinantes exprimées ont été purifiées à partir du lysat Sf9 en utilisant des colonnes de résine Ni-NTA. La caractérisation de la protéine L1 recombinante exprimée dans les deux systèmes (BacMagic et InsectDirect) a été réalisée par immunofluorescence, SDS-PAGE, Western blot et dot blot. Les rendements des protéines purifiées analysés par spectrophotométrie dans le système plasmidique (culture de 10 ml; 107 cellules) allait de 455 µg / ml à 495 µg / ml, alors que le système à base de baculovirus (culture de 10 ml; 107 cellules) produisait 1,44 mg / ml à 1,60 mg / ml de protéines recombinantes. Une analyse SDS-PAGE des protéines purifiées a révélé que les protéines recombinantes de taille attendue (58 KDa) étaient produites dans les systèmes InsectDirect et baculovirus. Un degré élevé de purification (95%) a été atteint en utilisant ce système, comme observé dans le profil SDS-PAGE. La protéine L1 purifiée dans le système baculovirus était clairement plus efficace que le système InsectDirect. Les résultats de cette étude indiquent que le système BacMagic est un système approprié pour la production de protéines à grande échelle et constitue une alternative au système baculovirus traditionnel. Le système InsectDirect peut également fournir un indicateur rapide et fiable afin d’évaluer si une protéine peut être produite avec succès dans un système à baculovirus. Les systèmes InsectDirect et BacMagic présentent tous deux des gains de temps et une économie de frais remarquable.

Keywords [French]

  • le Baculovirus
  • le Papillomavirus
  • l'Expression
  • le Clonage
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