Ngoài ra, protein A là thụ thể bề mặt có tính ổn định cao, có nguồn gốc từ vi khuẩn Staphylococcus aureus, sự liên kết giữa protein A và kháng thể được xem là một trong những tương tác protein-protein kinh điển được nghiên cứu nhiều nhất hiện nay. Nghiên cứu này được tiến hành nhằm tạo tiểu phần protein A dung hợp với protein L2 tái tổ hợp bằng cách cấu trúc vector pET22b-proAx1-L2. Protein được biểu hiện thông qua hệ thống E. coli BL21(DE3) và được kiểm tra bằng SDS-PAGE. Dựa vào sự liên kết đặc hiệu với hạt silica, Protein A-L2 được tinh sạch bằng các hạt silica trần không biến tính và sử dụng dung dịch MgCl2 nồng độ cao để dung ly protein mục tiêu. Phương pháp tinh sạch bằng hạt silica sẽ mang lại hiệu quả như tinh sạch nhanh chóng, tiết kiệm chi phí và độ tinh sạch tương đối.

Khả năng protein có thể gắn định hướng trên các vật liệu sinh học là một chủ đề đang được các nhà nghiên cứu quan tâm. Quá trình cố định định hướng protein lên vật liệu silica (SiO2) đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng thực tiễn, từ các quá trình cảm biến nhằm phát hiện, theo dõi, chẩn đoán các bệnh cho đến việc tạo nên hệ thống phân phối thuốc nhắm trúng đích. Sự cố định protein có thể hiểu là quá trình gắn protein lên bề mặt vật liệu thông qua các tương tác, nhằm tạo nên một phức hợp thống nhất. Các protein được cố định có thể là enzyme, kháng thể hay protein chức năng, đóng vai trò nhất định trong sinh học.

Protein A là một thụ thể bề mặt có tính ổn định cao, nặng khoảng 42 kDa, có nguồn gốc từ thành tế bào vi khuẩn Staphylococcus aureus (Graille et al., 2000). Protein A có thể được sản xuất thông qua Staphylococcus aureus hoặc bằng công nghệ protein tái tổ hợp. Protein A bao gồm năm tiểu phần tương đồng là E, D, A, B, và C theo thứ tự từ đầu N. Mỗi tiểu phần chứa khoảng 59 amino acid và có trình tự amino acid tương đồng từ 65 đến 90%. Mỗi tiểu phần đều có khả năng bám với Ig (immunoglobulin) và có ái lực cao chủ yếu với vùng Fc của nhiều lớp kháng thể của nhiều loài động vật có vú, trong đó có con người, tiêu biểu là IgG (Rahman et al., 2014). Sự bám giữa protein A và IgG được xem là một trong những tương tác protein-protein kinh điển được nghiên cứu nhiều nhất.

Để cố định được protein có định hướng trên bề mặt silica, Cha et al. (2005) đã cố định protein bằng cách gắn đuôi poly-His thông qua liên kết ion bề mặt silica. Tuy nhiên, phương pháp này cần những biến đổi trên bề mặt silica. Ngoài ra, protein bổ sung thêm chín gốc arginine (poly-Arg) đã được sử dụng để liên kết trực tiếp trên bặt mặt silica mà không làm mất hoạt tính của protein và không cần biến đổi bề mặt silica, nhưng protein dung hợp với poly-Arg được dung ly chậm khỏi bề mặt silica (Fuchs & Raines, 2005). Nghiên cứu của Koji Taniguchi và các cộng sự, đã thử nghiệm và phát hiện các protein nội bào của vi khuẩn có liên kết silica không cần sự biến đổi nào về mặt hóa học hay tiền xử lý bề mặt silica (Taniguchi et al., 2007). Protein L2 của tiểu phần 50S ribosome của vi khuẩn Escherichia coli có trọng lượng phân tử khoảng 30 kDa, có tính bảo tồn và ổn định cao. Nghiên cứu này đã nhận thấy vùng liên kết với silica của protein L2 tại hai miền amino acid (1-60) và (203-273) mang nhiều gốc amino acid tích điện dương (Taniguchi et al., 2007). Ngoài ra, nghiên cứu cũng chứng minh được protein L2 có liên kết với bề mặt silica mạnh hơn từ 20 đến 100 lần so với các protein poly-Arg (Taniguchi et al., 2007). Vì thế, lựa chọn protein L2 để gắn các protein mục tiêu lên bề mặt silica bằng cách trộn hạt silica với dịch tổng protein ngay cả khi trong điều kiện muối cao và các chất tẩy rửa mạnh (Taniguchi et al., 2007).

Đối với nghiên cứu này, việc dung hợp tiểu phần E của protein A với protein L2 được tiến hành tạo thành phức hợp Protein A-L2 và được biểu hiện thông qua hệ thống E. coli với nhiều ưu điểm như tốc độ tăng trưởng nhanh, mật độ cao, kỹ thuật đơn giản và chi phí rẻ (Rosano and Ceccarelli, 2014). Dựa vào khả năng liên kết đặc hiệu với silica, Protein A-L2 được tinh sạch bằng các hạt SiO2 trần không biến tính và dung ly protein mục tiêu bằng dung dịch muối MgCl2 nồng độ cao (Ikeda et al., 2010). Phương pháp này mong muốn mang lại một số hiệu quả như tinh sạch nhanh chóng, tiết kiệm chi phí, độ tinh sạch cao để nhắm tới các ứng dụng về cảm biến sinh học, và tạo hệ thống vận chuyển thuốc nhắm trúng đích.

nqhuy