SCOPUS
SCIE
Endotoxin-free purification of recombinant membrane scaffold protein expressed in <i>Escherichia coli</i>
저자
Moon, Seokoh ; Kong, Byoungjae ; Jung, Young-Hun ; Kim, Yuna ; Yu, Seokhyeon ; Park, Joon-bum ; Shin, Jonghyeok ; Kweon, Dae-Hyuk
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
230-236(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Membrane scaffold protein (MSP) is a versatile protein that can be used to study diverse membrane proteins. MSP is strongly expressed in <I>E. coli</I>; however, applications of MSP in <I>in vivo</I> studies remain limited because of contamination with large amounts of endotoxins. Endotoxins cannot be easily removed from MSP following standard purification protocols for His6-tagged proteins, washing with detergents, or Q-Sepharose anion exchange chromatography, regardless of whether the expression host is <I>E. coli</I> BL21(DE3) or ClearColi BL21(DE3). Furthermore, the concentrations of MSP-bound endotoxins were not reduced during nanodisc formation, such that the assembled nanodiscs still contained significant amounts of endotoxins. We hypothesized that the structural properties of MSP that are responsible for membrane scaffolding mediated the strong binding between MSP and the endotoxins. We showed that partial denaturation of MSP with 2M urea effectively disrupted MSP-endotoxin interactions. MSP-bound endotoxins were successfully removed <I>via</I> Q-Sepharose chromatography following urea treatment. The combined treatment with urea and Q-Sepharose resulted in ∼80-fold reduction in the specific endotoxin level relative to that of conventional Ni-NTA chromatography combined with detergent treatment. The low endotoxin level of 2.0EU/mg MSP obtained in this study makes it suitable for applications in animal studies.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Membrane scaffold protein is used to form nanodisc and has diverse biotechnological applications. </LI> <LI> MSPs purified by Ni-NTA chromatography have abnormally high levels of endotoxin. </LI> <LI> Conventional anion exchange chromatography was not effective for MSP purification. </LI> <LI> Endotoxins could be separated from MSP after partial unfolding of MSP by urea. </LI> <LI> The endotoxin-free MSPs and nanodiscs are suitable for <I>in vivo</I> studies. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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