Un problema habitual al expresar proteínas de forma recombinante, radica en que las proteínas eucariotas suelen resultar insolubles al expresarse en sistemas bacterianos.

En esta entrada os traemos algunos consejos para establecer las condiciones para optimizar la solubilidad de las proteínas que se expresan de manera recombinante.

 

Cómo optimizar la solubilidad de las proteínas

 

1.- Seleccionar el tag adecuado

Algunos tags, además de simplificar el proceso de purificación de la proteína, pueden ayudar a mejorar su solubilidad.

Entre los tags que contribuyen a incrementar la solubilidad de las proteínas, podemos destacar la cola de GST y MBP, que por otro lado pueden suponer un inconveniente debido a su gran tamaño.

 

2.- Concentración de IPTG

El IPTG (isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside) se añade durante el proceso de producción de proteínas recombinantes para inducir la expresión de las mismas.

Cuando se busca aumentar la solubilidad de las proteínas, no conviene saturar los mecanismos celulares de plegado, por lo que reducir la concentración de IPTG puede resultar beneficioso en ciertos casos.

 

3.- Temperatura de inducción

La solubilidad generalmente mejora a temperaturas inferiores a 37ºC. Al reducir la temperatura, se reduce la velocidad de producción de proteína, lo que puede contribuir a incrementar su solubilidad.

 

4.- Tiempo de inducción

Los tiempos de inducción demasiado largos pueden perjudicar a la solubilidad de las proteínas. Conviene tomar muestras cada pocas horas para testar la expresión, teniendo en cuenta que los tiempos de inducción deben ser mayores cuanto menor sea la temperatura.

 

5.- Medio de cultivo

Pueden añadirse ciertos factores que mejoren la solubilidad al medio de cultivo:

  • Grupos prostéticos o cofactores necesarios para el correcto plegamiento y estabilidad de la proteína.
  • Tampones para evitar fluctuaciones en los niveles de pH.
  • Polialcoholes o sacarosa que al aumentar la presión osmótica pueden contribuir a estabilizar la estructura de la proteína.

 

6.- Co-expresión

Otra opción consiste en expresar la proteína de interés junto con proteínas que puedan aumentar los niveles de proteína soluble, como es el caso de las chaperonas.

 

7.- Búsqueda de alternativas

  • Los dominios pequeños suelen ser generalmente más solubles que las proteínas completas, por lo que una de las alternativas consiste en intentar la expresión de solo una parte de la proteína de interés.
  • Utilizar sistemas de expresión alternativos como baculovirus o células de mamífero.
  • Purificar la proteína bajo condiciones desnaturalizantes y proceder después a su replegado.

 

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