Purification of the human papillomavirus 16 L1 protein from E. coli SHuffle® T7

Abstract

Objective

To purify the Human Papillomavirus 16 (HPV-16) L1 protein encoded by a cloned L1 gene from a sample of cervical cancer from a Cuban patient and fused to a histidine tag at its carboxyl end (L1-His) from E. coli SHuffle® T7.

Methods

The strain E. coli SHuffle® T7 with the plasmid pETHPV16L1myc-His was used to obtain the HPV-16 L1-His protein, grown under autoinduction conditions. L1-His protein was purified by Ni²⁺ ion-chelated affinity chromatography (Ni²⁺-IMAC), after extraction of the inclusion bodies (IB) with 8 M urea and subsequent refolding by an inverse dilution method. The molecular size of the refolded HPV-16 L1-His protein was analyzed by native polyacrilamide gel electrophoresis and molecular exclusion chromatography.

Results

The HPV-16 L1-His protein accumulated in IB in E. coli SHuffle® T7 and represented ∼12% of total proteins. After its extraction with 8 M urea from IB was purified by Ni²⁺-IMAC, with an ∼90% purity and an ∼40% yield. Renaturation of purified L1-His allowed obtaining ∼9 mg of pentamers/L of culture, with a final recovery of ∼62%.

Conclusions

For the first time it was described the purification of pentamers of HPV-16 L1-His protein encoded by a cloned L1 gene from a Cuban patient from E. coli SHuffle® T7´s IB. The developed strategy could be an alternative for obtaining L1-His protein capsomers for developing a vaccine candidate against HPV-16.’

Resumen

Objetivo

Purificar la proteína L1 del Virus del Papiloma Humano 16 (VPH-16) codificada por un gen L1 clonado de una muestra de cáncer cervical de una paciente cubana y fusionada por su extremo carboxilo a una cola de histidinas (L1-His), a partir de Escherichia coli SHuffle® T7.

Métodos

La cepa E. coli SHuffle® T7 transformada con el plásmido pETHPV16L1myc-His se empleó para producir la proteína L1-His del VPH-16 cultivada en condiciones de autoinducción. La proteína L1-His se purificó mediante cromatografía de afinidad de quelatos de iones Ni²⁺ (IMAC-Ni²⁺), tras extracción de los cuerpos de inclusión (CI) con urea 8 M y posterior renaturalización por dilución inversa. La talla molecular de la proteína L1-His renaturalizada se evaluó mediante electroforesis nativa y cromatografía de exclusión molecular.

Resultados

La proteína L1-His del VPH-16 se acumuló en CI en E. coli SHuffle® T7, representando ∼12% de las proteínas totales. Se purificó mediante IMAC-Ni²⁺ en condiciones desnaturalizantes, con una pureza de ∼90% y un rendimiento de ∼40%. La renaturalización de la L1-His purificada permitió obtener ∼9 mg de pentámeros/L de cultivo, con un rendimiento final del proceso de ∼62%.

Conclusiones

En este trabajo se describió por primera vez la purificación de pentámeros de la proteína L1-His del VPH-16, codificada por un gen L1 clonado de una muestra de cáncer cervical de una paciente cubana, a partir de los CI de E. coli SHuffle® T7. La estrategia desarrollada podría ser una alternativa para la obtención de capsómeros de L1-His, para desarrollar un candidato vacunal contra el VPH-16.