A common problem encountered during the production of recombinant proteins, particularly in bacteria, is their tendency to accumulate in an insoluble and inactive form (i.e., as inclusion bodies). Although sometimes it is possible to convert the aggregated material into native, biologically active protein, this is a time-consuming, costly, and uncertain undertaking. Consequently, a general means of circumventing the formation of inclusion bodies is highly desirable. During the 1990s, it was serendipitously discovered that certain highly soluble proteins have the ability to enhance the solubility of their fusion partners, thereby preventing them from forming insoluble aggregates. In the ensuing years, Escherichia coli maltose-binding protein (MBP) has emerged as one of the most effective solubility enhancers. Moreover, once rendered soluble by fusion to MBP, many proteins are able to fold into their biologically active conformations. This brief review article focuses on our current understanding of what makes MBP such an effective solubility enhancer and how it facilitates the proper folding of its fusion partners.
Częsty problem spotykany podczas produkcji białek rekombinowanych, zwłaszcza w bakteriach, to skłonność tych białek do akumulowania się w nierozpuszczalnej i nieaktywnej formie (tzw. ciał inkluzyjnych). Zdarza się, że możliwe jest przywrócenie tym agregatom formy natywnego, biologicznie aktywnego białka, jednak jest to proces czasochłonny, kosztowny i nieprzewidywalny. Z tego względu konieczne jest opracowywanie metod zapobiegania tworzeniu się ciał inkluzyjnych. W latach 90. przypadkowo odkryto zdolność niektórych wysoce rozpuszczalnych białek do zwiększania rozpuszczalności białek tworzących z nimi białko fuzyjne. Ta właściwość uniemożliwia powstawanie nierozpuszczalnych agregatów. Podczas późniejszych badań zidentyfikowano białko wiążące maltozę (MBP) Escherichia coli jako cechujące się bardzo dużą zdolnością zwiększania rozpuszczalności innych białek. Co więcej, wiele białek po zwiększeniu ich rozpuszczalności za pomocą fuzji z MBP, zachowuje konformację zapewniającą biologiczną aktywność. W niniejszym krótkim artykule przeglądowym przedstawiono aktualny stan wiedzy w zakresie zwiększania rozpuszczalności innych białek w wyniku fuzji z MBP, a jednocześnie zachowywania prawidłowego fałdowania tych białek.
Keywords: MBP; aggregation; fusion protein; inclusion bodies; solubility enhancer.