Producción recombinante de la proteína de fusión cbd-bmp2 en escherichia coli y su acoplamiento a celulosa bacteriana para la obtención de un biomaterial funcional

Abstract

A pesar de las propiedades intrínsecas de regeneración de tejido y función del hueso humano, existen desafíos clínicos principalmente relacionados a la edad que precisan de terapia costosa y de largo plazo. Novedosos tratamientos basados en biomateriales han sido ampliamente estudiados porque su uso favorece la adhesión, proliferación y diferenciación de células en osteoblastos. El objetivo de este trabajo fue producir de manera recombinante una proteína de fusión entre el dominio de unión a celulosa de la proteína de andamiaje cipA (CBDcipA) y la proteína morfogénica ósea humana 2 (BMP2) en Escherichia coli, modelando matemáticamente su expresión. La adherencia de la proteína quimera a celulosa bacteriana (BC) fue una característica del dominio CBDcipA, ubicado en el extremo N-terminal, dejando libre en el extremo C-terminal a la proteína BMP2. Para estimar la cinética de producción de la quimera, se fusionó a CBDcipA con la proteína verde fluorescente “superfolder” (sfGFP). El modelo matemático determinístico utilizando ecuaciones diferenciales ordinarias de primer grado permitió predecir el rango de concentraciones de IPTG saturante de la expresión de las proteínas CBDcipA-BMP2 y CBDcipA-sfGFP, y sus concentraciones. Las cinéticas experimentales de expresión de la proteína CBDcipA-sfGFP fueron concordantes con las cinéticas predichas por el modelo matemático hasta 0.1 uM ya que concentraciones de inductor mayores o iguales a 20 uM redujeron significativamente la máxima concentración de proteína al ser tóxicas para las células. Los lavados de la proteína CBDcipA-sfGFP acoplada a membranas de BC evidenciaron que el dominio CBDcipA confirió fuerza de enlace a las proteínas quimeras