Licentiatavhandling (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2005. / Härtill 2 uppsatser.

An investigation was undertaken in some detail of three virus strains of insect pests of agricultural importance, viz. a nuclear-polyhedrosis virus of the lucerne caterpillar, Colias electo, and a granulosis virus of the bollworm, Heliothis armigera, both found in South Africa, and a nuclear-polyhedrosis virus of the bollworm, Heliothis zea, isolated in America, with a view to ascertaining a knowledge of some of the fundamental properties and basic biology of these infective agents. On the basis of the information gained the viruses could be differentiated and their broad classification was established. The morphology of the polyhedra, capsules and virus particles observed by light and electron microscopy has been completed and measurements of the viral elements have been made. Some biophysical properties of the virus particles and their inclusion bodies were recorded, i.e. their resistance to chemical and physical treatments and their relative mobility in an electric field under standard conditions. Observations were made on procedures which brought about varying degrees of purification and concentration of the virus particles from putrefying larvae and the most successful of these were found to be reproducible. They involved the purification of the inclusion bodies and their digestion by weak alkali to release the virus particles. Both preparations of the viral elements were further purified by zone electrophoresis in sucrose density gradients. Some information was gathered on the mode of transmission of the infection from insect to insect by contact or cannibalism, from one generation to the next through the eggs, and particularly from one area to another by virus survival in avian faeces. The incidence and rate of the infection in the larvae was increased by environmental changes such as raising the temperature and also to some extent by spraying with a suspension of endospores of Bacillus thuringiensis. Exposure to other stress conditions was not successful in initiating a fatal infection in the insects. Of particular interest, however, was the observation that by injecting a 'foreign' virus a fatal infection was induced by activation of a native occult virus in the larvae of the silkworm, Bornbyx mori. In the context of the possible application of these infective agents to future methods of biological control of economically disastrous pests, these preliminary experiments were not unrewarding.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2002. / Härtill 4 uppsatser.

The grapefruit plant, Citrus paradisi, tends to accumulate high levels of flavonoid glycosides such as flavanones and flavones. Flavonoids have a vast array of important functions in plants and also in humans. Glucosyltransferases (GTs) are enzymes responsible for glucosylation reactions. In our pursuit to study the structure and function of flavonoid GTs, we have used molecular approaches to identify, clone, express, and functionally characterize the enzymes. This research was designed to test the hypothesis that PGT3 is a flavonoid glucosyltransferase and is subject to biochemical regulation. PGT3 has been tested for GT activity with compounds representing subclasses of flavonoids as well as some simple phenolics. Results indicate GT activity with 6 substrates, p-hydroxybenzoic acid, vanillin, vanillic acid, p-hydroxyphenylpyruvate, gentisic acid, and catechol. A second project designed to clone putative PGT8 into the Pichia expression system has been completed.

Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) is the most significant infectious disease currently affecting the swine industry worldwide. Several inactivated and modified live vaccines (MLV) have been developed to curb PRRSV infections. The unsatisfactory efficacy and safety of these vaccines, drives for the development of new generation PRRS universal vaccines. Virus like particles (VLPs) based vaccines are gaining increasing acceptance compared to subunit vaccines, as they present the antigens in more veritable conformation and are even readily recognized by the immune system. Hepatitis B virus (HBV) core antigen (HBcAg) is very well studied and has been successfully used as a carrier for more than 100 other viral sequences. In this study, hybrid HBcAg VLPs are generated by fusion of the conserved protective epitopes of PRRSV and expressed in E. coli. An optimized purification protocol that overcomes issues from ultracentrifugation is developed to obtain hybrid HBcAg VLP protein from the inclusion bodies. This hybrid HBcAg VLP protein self assembled to 23nm VLPs that were shown to block virus infection of susceptible cells when tested on MARC 145 cells. Therefore, the safety of non-infectious and non-replicable VLPs and production through low-cost E. coli fermentation may make this vaccine competitive against current vaccines on both efficacy and cost. / Master of Science

No presente trabalho estudamos a renaturação sob alta pressão hidrostática de uma forma mutante da proteína verde fluorescente (enhanced GFP, eGFP), a qual somente emite fluorescência característica quando enovelada na sua forma nativa. A abordagem do presente estudo foi focada no controle da bioatividade da proteína recombinante, a fluorescência, como alternativa à determinação de solubilidade da proteína, fator que não é um indicador ideal de enovelamento proteico adequado. A ação da alta pressão na solubilização dos corpos de inclusão (CI) de eGFP produzidos em bactérias E. coli recombinantes e no enovelamento da proteína foi estudada. A compressão dos CI de eGFP em 2,4 kbar durante 30 minutos promoveu a dissociação dos agregados. No entanto, a incubação nesta condição não favoreceu o enovelamento da eGFP. O processo de renaturação foi avaliado em diversas condições de descompressão após a dissociação em 2,4 kbar. Durante a descompressão gradual, o aumento da fluorescência foi obtido em pressões que variaram entre a pressão atmosférica e 1,38kbar. Os níveis mais elevados de fluorescência de eGFP foram obtidos por incubação durante várias horas a níveis de pressão entre 0,35 e 0,69 kbar. Esta condição de pressão se mostrou favorável à renaturação de eGFP e é possível que também possa ser utilizada para favorecer o enovelamento de outras proteínas monoméricas. Ainda utilizando a eGFP como modelo, verificamos que os CI desta proteína produzidos por bactérias cultivadas em menor temperatura (37ºC) possuem maior quantidade de proteína recombinante apresentando a fluorescência característica em 509 nm, ou seja, na sua forma nativa, do que os CI expressos em temperaturas mais elevadas (42ºC e 47ºC). A análise realizada por espectroscopia de infravermelho (FT-IR) também demonstrou que os CI produzidos em temperaturas mais brandas possuem maior grau de estruturas secundárias semelhantes às da proteína na sua forma nativa. Além disso, os CI produzidos a 37ºC também são mais facilmente solubilizados pela ação da alta pressão do que aqueles produzidos em maior temperatura. Conforme esperado, a renaturação da eGFP a partir de CI produzidos a 37ºC foi 25 vezes mais eficiente do que a obtida utilizando CI produzidos a 47ºC. No presente estudo demonstramos também que a dissociação dos agregados exercida pela ação da alta pressão (2,4 kbar) pode ser amplificada quando em associação com a incubação em baixa temperatura (-9ºC) e que a combinação destas duas propriedades físicas eleva a solubilização dos agregados em CI, com a consequente elevação dos rendimentos de renaturação de eGFP. Mostramos ainda no presente estudo que a cinética de renaturação de eGFP em 0,69 kbar é proporcional à temperatura de incubação (entre 10ºC e 50ºC). O nível mais elevado de fluorescência foi obtido quando a renaturação de eEGP foi realizada a 20ºC. A taxa de maturação do cromóforo da eGFP é mais fortemente afetada pela temperatura do que a taxa de enovelamento da proteína. Em conclusão, a temperatura de produção dos CI, a temperatura de dissociação dos agregados e a temperatura de enovelamento podem afetar muito o rendimento e a cinética da renaturação de eGFP em alta pressão. Os resultados do presente estudo podem abrir novas perspectivas para melhorias no processo de enovelamento de proteínas a partir de CI utilizando alta pressão. Também neste trabalho descrevemos a renaturação das proteínas de Xac, PilB e os produtos dos genes XAC2810 e XAC3272 nunca antes obtidas na forma solúvel. Os rendimentos de solubilização destas três proteínas foram muito altos, entre 75% e 89%. A proteína PilB renaturada em alta pressão apresentou atividade ATPasica elevada, o que nunca antes foi demonstrado para a PilB de Xac. / In the present work we studied the refolding under high hydrostatic pressure of a mutant form of the green fluorescent protein (eGFP), which only emits the green characteristic fluorescence when in the native folded state. The approach of the present study was focused on controlling the bioactivity of the recombinant protein, the fluorescence, as an alternative for the determination of protein solubility, which is not an ideal indicator of proper protein folding. We studied the action of high pressure in the solubilization of the inclusion bodies (IB) of eGFP produced in bacteria E. coli and in the folding of this protein. The compression of a suspension of eGFP IB at 2.4 kbar for 30 minutes promoted dissociation of aggregates. However, the eGFP folding, monitored by the fluorescence at 509 nm, does not occur in this pressure level. The process of eGFP refolding was evaluated under various decompression conditions after dissociation of the IB at 2.4 kbar. During the gradual decompression, the increase in fluorescence was achieved at pressures ranging between atmospheric pressure and 1.38 kbar. The higher levels of eGFP fluorescence were obtained by incubation for several hours at pressure levels between 0.35 and 0.69 kbar. It is possible that the pressure condition that proved favorable for refolding of eGFP can also be used to favor the folding of other monomeric proteins. Using eGFP as a model, we also found that the IB produced by bacteria grown in a relatively low temperature (37ºC) is more fluorescent, presenting a higher amount of recombinant protein with the characteristic fluorescence at 509 nm, i.e., in its native form, than the IB expressed at higher temperatures (42ºC and 47ºC). The analysis by infrared spectroscopy (FT-IR) also demonstrated that the IB produced at milder temperatures have a higher degree of secondary structure similar to the protein in its native form. Furthermore, the IB produced at 37ºC are also more readily solubilized by the action of high pressure than those produced at the higher temperatures. As expected, the folding of eGFP from IB produced at 37ºC was 25 times more efficient than that obtained using IB produced at 47ºC. In this study we demonstrated that the dissociation of aggregates exerted by the action of high pressure (2.4 kbar) can be amplified by combination with incubation at low temperature (-9ºC) and the association of these two physical properties can be used to increase the solubilization of the aggregates in IB, with a consequent increase in the yield of eGFP refolding. In the present study we also showed that the kinetics of refolding of eGFP is proportional to temperature (10ºC 50ºC). The higher level of fluorescence was obtained when the refolding of eGFP was performed at 20°C. The rate of maturation of the eGFP chromophore is more strongly affected by temperature than the rate of folding of the protein. In conclusion, the temperature of production of IB, the temperature of dissociation of aggregates and the folding temperature can greatly affect the yield and kinetics of refolding of eGFP at high pressure. The results of this study may open new perspectives for improvements in the process of protein folding from IB using high pressure. In this paper we also describe the refolding of the proteins of Xac, PilB and the gene products XAC2810 and XAC3272, which have never before been achieved in soluble form. The yields of solubilization/refolding of these three proteins were very high, between 75% and 89%. The protein PilB refolded at high pressure presented high ATPase activity, which has never been shown for the PilB of Xac.

A produção de proteínas recombinantes é uma ferramenta essencial para a indústria biotecnológica e suporta a expansão da pesquisa biológica moderna. Uma variedade de hospedeiros pode ser utilizada para produzir estas proteínas e dentre eles, as bactérias E. coli são as hospedeiras mais utilizadas. No entanto, a expressão heteróloga de genes em E. coli frequentemente resulta em um processo de enovelamento incompleto que leva ao acúmulo de agregados insolúveis, conhecidos como corpos de inclusão (CI). Altas pressões hidrostáticas são capazes de desfavorecer interações intermoleculares hidrofóbicas e eletrostáticas, levando à dissociação dos agregados e por isso são úteis para solubilizar e renaturar proteínas agregadas em CI. O presente trabalho teve como objetivo o estudo do processo de desagregação dos CI e de renaturação das proteínas oligoméricas subunidade B da toxina colérica (CTB) e região globular da fibra adenoviral (RGFA) utilizando altas pressões hidrostáticas. A toxina colérica (CT) é composta por uma subunidade A e cinco subunidades B combinadas em uma holotoxina AB5. A CTB é a porção pentamérica não tóxica da CT, responsável pela ligação da holotoxina ao receptor gangliosídeo GM1. A fibra do adenovírus é uma proteína homotrimérica que forma parte do capsídeo viral, organizada em três regiões: a cauda N-terminal, a haste central e a região C-terminal (região globular). A RGFA se liga à proteína de membrana CAR nas células hospedeiras e promove a internalização do vírus. Os estudos apresentados neste trabalho demonstraram que a alta pressão hidrostática foi eficaz na desagregação dos CI da CTB e da RGFA. As condições de renaturação foram otimizadas utilizando-se diferentes proporções do par redox glutationa oxidada e reduzida, concentrações de agentes caotrópicos, presença de aditivos e esquemas diferenciados de compressão/descompressão daqueles previamente descritos na literatura. CTB solúvel e pentamérica foi obtida pela compressão da suspensão de CI a 2,4 kbar por 16 horas em tampão TrisHCl 50 mM pH 8,5, 1 mM de tween 20 e descompressão direta seguida de incubação em pressão atmosférica. O rendimento de renaturação da CTB solúvel e pentamérica foi de até 45 % e 288 mg de CTB/litro de cultura bacteriana. Esta proteína apresentou estrutura regular e atividade biológica. RGFA trimérica foi obtida pela compressão da suspensão de CI em tampão TrisHCl 50 mM pH 8,0 e 0,5 M de L-arginina a 2,4 kbar por 1,5 horas e 0,4 kbar por 16 horas antes da completa descompressão. O rendimento de proteína solúvel trimérica da RGFA foi de 4 %, porém não foi possível obter a atividade biológica desta proteína. / The production of recombinant proteins is an essential tool for the biotechnology industry and supports the expansion of modern biological research. Recombinant proteins can be produced by a variety of hosts and among them the bacteria E. coli is the most commonly used. However, the expression of heterologous genes in E. coli often results in an incomplete folding process that leads to the accumulation of insoluble aggregates known as inclusion bodies (IB). The application of high hydrostatic pressure impairs intermolecular hydrophobic and electrostatic interactions of proteins in solution, leading to dissociation of aggregates and is therefore useful tool to solubilize and refold aggregated proteins in IB. This work aimed to study the process of disaggregation of IB and refolding of oligomeric proteins the B subunit of cholera toxin (CTB) and the globular region of the adenoviral fiber (RGFA) using high hydrostatic pressure. The cholera toxin (CT) comprises one A subunit and five B subunits, combined in the AB5 holotoxin. The pentameric CTB is non-toxic moiety of CT which is responsible for binding to the receptor ganglioside GM1 holotoxin. The adenovirus fiber is a homotrimeric protein wich forms part of the viral capsid and it is organized into three regions: the N-terminal tail, the central rod and the C-terminal region (globular region). The RGFA binds to membrane protein CAR in host cells and promotes the internalization of virus. The studies presented here demonstrate that high hydrostatic pressure was effective in the disaggregation of the CTB and RGFA IB. The refolding conditions were optimized using different proportions of the redox couple oxidated and reduced glutathione, concentrations of chaotropic agents, presence of additives and pressure/decompression schemes distinguished from the previously described in the literature. Soluble pentameric CTB was obtained when the suspension of IB were compressed at 2.4 kbar for 16 hours in 50 mM of Tris-HCl buffer pH 8.5, 1 mM of tween 20, followed by direct decompression and incubation at atmospheric pressure. The yield of refolded soluble pentameric CTB was up to 45 % and 288 mg of CTB/ liter of bacterial culture. This protein was shown to presented regular structure and biological activity. Trimeric RGFA was obtained by compression of the suspension of IB in 50 mM of Tris-HCl buffer pH 8.0, 0.5M L-arginine at 2.4 kbar for 1.5 hours and at 0.4 kbar for 16 hours prior to the complete decompression. The yield of soluble trimeric RGFA was 4 %, however this protein did not present biological activity.

A produção de proteínas recombinantes é uma ferramenta essencial para a indústria biotecnológica e suporta a expansão da pesquisa biológica moderna. Uma variedade de hospedeiros pode ser utilizada para produzir estas proteínas e dentre eles, as bactérias E. coli são as hospedeiras mais utilizadas. No entanto, a expressão heteróloga de genes em E. coli frequentemente resulta em um processo de enovelamento incompleto que leva ao acúmulo de agregados insolúveis, conhecidos como corpos de inclusão (CI). Altas pressões hidrostáticas são capazes de desfavorecer interações intermoleculares hidrofóbicas e eletrostáticas, levando à dissociação dos agregados e por isso são úteis para solubilizar e renaturar proteínas agregadas em CI. O presente trabalho teve como objetivo o estudo do processo de desagregação dos CI e de renaturação das proteínas oligoméricas subunidade B da toxina colérica (CTB) e região globular da fibra adenoviral (RGFA) utilizando altas pressões hidrostáticas. A toxina colérica (CT) é composta por uma subunidade A e cinco subunidades B combinadas em uma holotoxina AB5. A CTB é a porção pentamérica não tóxica da CT, responsável pela ligação da holotoxina ao receptor gangliosídeo GM1. A fibra do adenovírus é uma proteína homotrimérica que forma parte do capsídeo viral, organizada em três regiões: a cauda N-terminal, a haste central e a região C-terminal (região globular). A RGFA se liga à proteína de membrana CAR nas células hospedeiras e promove a internalização do vírus. Os estudos apresentados neste trabalho demonstraram que a alta pressão hidrostática foi eficaz na desagregação dos CI da CTB e da RGFA. As condições de renaturação foram otimizadas utilizando-se diferentes proporções do par redox glutationa oxidada e reduzida, concentrações de agentes caotrópicos, presença de aditivos e esquemas diferenciados de compressão/descompressão daqueles previamente descritos na literatura. CTB solúvel e pentamérica foi obtida pela compressão da suspensão de CI a 2,4 kbar por 16 horas em tampão TrisHCl 50 mM pH 8,5, 1 mM de tween 20 e descompressão direta seguida de incubação em pressão atmosférica. O rendimento de renaturação da CTB solúvel e pentamérica foi de até 45 % e 288 mg de CTB/litro de cultura bacteriana. Esta proteína apresentou estrutura regular e atividade biológica. RGFA trimérica foi obtida pela compressão da suspensão de CI em tampão TrisHCl 50 mM pH 8,0 e 0,5 M de L-arginina a 2,4 kbar por 1,5 horas e 0,4 kbar por 16 horas antes da completa descompressão. O rendimento de proteína solúvel trimérica da RGFA foi de 4 %, porém não foi possível obter a atividade biológica desta proteína. / The production of recombinant proteins is an essential tool for the biotechnology industry and supports the expansion of modern biological research. Recombinant proteins can be produced by a variety of hosts and among them the bacteria E. coli is the most commonly used. However, the expression of heterologous genes in E. coli often results in an incomplete folding process that leads to the accumulation of insoluble aggregates known as inclusion bodies (IB). The application of high hydrostatic pressure impairs intermolecular hydrophobic and electrostatic interactions of proteins in solution, leading to dissociation of aggregates and is therefore useful tool to solubilize and refold aggregated proteins in IB. This work aimed to study the process of disaggregation of IB and refolding of oligomeric proteins the B subunit of cholera toxin (CTB) and the globular region of the adenoviral fiber (RGFA) using high hydrostatic pressure. The cholera toxin (CT) comprises one A subunit and five B subunits, combined in the AB5 holotoxin. The pentameric CTB is non-toxic moiety of CT which is responsible for binding to the receptor ganglioside GM1 holotoxin. The adenovirus fiber is a homotrimeric protein wich forms part of the viral capsid and it is organized into three regions: the N-terminal tail, the central rod and the C-terminal region (globular region). The RGFA binds to membrane protein CAR in host cells and promotes the internalization of virus. The studies presented here demonstrate that high hydrostatic pressure was effective in the disaggregation of the CTB and RGFA IB. The refolding conditions were optimized using different proportions of the redox couple oxidated and reduced glutathione, concentrations of chaotropic agents, presence of additives and pressure/decompression schemes distinguished from the previously described in the literature. Soluble pentameric CTB was obtained when the suspension of IB were compressed at 2.4 kbar for 16 hours in 50 mM of Tris-HCl buffer pH 8.5, 1 mM of tween 20, followed by direct decompression and incubation at atmospheric pressure. The yield of refolded soluble pentameric CTB was up to 45 % and 288 mg of CTB/ liter of bacterial culture. This protein was shown to presented regular structure and biological activity. Trimeric RGFA was obtained by compression of the suspension of IB in 50 mM of Tris-HCl buffer pH 8.0, 0.5M L-arginine at 2.4 kbar for 1.5 hours and at 0.4 kbar for 16 hours prior to the complete decompression. The yield of soluble trimeric RGFA was 4 %, however this protein did not present biological activity.

No presente trabalho estudamos a renaturação sob alta pressão hidrostática de uma forma mutante da proteína verde fluorescente (enhanced GFP, eGFP), a qual somente emite fluorescência característica quando enovelada na sua forma nativa. A abordagem do presente estudo foi focada no controle da bioatividade da proteína recombinante, a fluorescência, como alternativa à determinação de solubilidade da proteína, fator que não é um indicador ideal de enovelamento proteico adequado. A ação da alta pressão na solubilização dos corpos de inclusão (CI) de eGFP produzidos em bactérias E. coli recombinantes e no enovelamento da proteína foi estudada. A compressão dos CI de eGFP em 2,4 kbar durante 30 minutos promoveu a dissociação dos agregados. No entanto, a incubação nesta condição não favoreceu o enovelamento da eGFP. O processo de renaturação foi avaliado em diversas condições de descompressão após a dissociação em 2,4 kbar. Durante a descompressão gradual, o aumento da fluorescência foi obtido em pressões que variaram entre a pressão atmosférica e 1,38kbar. Os níveis mais elevados de fluorescência de eGFP foram obtidos por incubação durante várias horas a níveis de pressão entre 0,35 e 0,69 kbar. Esta condição de pressão se mostrou favorável à renaturação de eGFP e é possível que também possa ser utilizada para favorecer o enovelamento de outras proteínas monoméricas. Ainda utilizando a eGFP como modelo, verificamos que os CI desta proteína produzidos por bactérias cultivadas em menor temperatura (37ºC) possuem maior quantidade de proteína recombinante apresentando a fluorescência característica em 509 nm, ou seja, na sua forma nativa, do que os CI expressos em temperaturas mais elevadas (42ºC e 47ºC). A análise realizada por espectroscopia de infravermelho (FT-IR) também demonstrou que os CI produzidos em temperaturas mais brandas possuem maior grau de estruturas secundárias semelhantes às da proteína na sua forma nativa. Além disso, os CI produzidos a 37ºC também são mais facilmente solubilizados pela ação da alta pressão do que aqueles produzidos em maior temperatura. Conforme esperado, a renaturação da eGFP a partir de CI produzidos a 37ºC foi 25 vezes mais eficiente do que a obtida utilizando CI produzidos a 47ºC. No presente estudo demonstramos também que a dissociação dos agregados exercida pela ação da alta pressão (2,4 kbar) pode ser amplificada quando em associação com a incubação em baixa temperatura (-9ºC) e que a combinação destas duas propriedades físicas eleva a solubilização dos agregados em CI, com a consequente elevação dos rendimentos de renaturação de eGFP. Mostramos ainda no presente estudo que a cinética de renaturação de eGFP em 0,69 kbar é proporcional à temperatura de incubação (entre 10ºC e 50ºC). O nível mais elevado de fluorescência foi obtido quando a renaturação de eEGP foi realizada a 20ºC. A taxa de maturação do cromóforo da eGFP é mais fortemente afetada pela temperatura do que a taxa de enovelamento da proteína. Em conclusão, a temperatura de produção dos CI, a temperatura de dissociação dos agregados e a temperatura de enovelamento podem afetar muito o rendimento e a cinética da renaturação de eGFP em alta pressão. Os resultados do presente estudo podem abrir novas perspectivas para melhorias no processo de enovelamento de proteínas a partir de CI utilizando alta pressão. Também neste trabalho descrevemos a renaturação das proteínas de Xac, PilB e os produtos dos genes XAC2810 e XAC3272 nunca antes obtidas na forma solúvel. Os rendimentos de solubilização destas três proteínas foram muito altos, entre 75% e 89%. A proteína PilB renaturada em alta pressão apresentou atividade ATPasica elevada, o que nunca antes foi demonstrado para a PilB de Xac. / In the present work we studied the refolding under high hydrostatic pressure of a mutant form of the green fluorescent protein (eGFP), which only emits the green characteristic fluorescence when in the native folded state. The approach of the present study was focused on controlling the bioactivity of the recombinant protein, the fluorescence, as an alternative for the determination of protein solubility, which is not an ideal indicator of proper protein folding. We studied the action of high pressure in the solubilization of the inclusion bodies (IB) of eGFP produced in bacteria E. coli and in the folding of this protein. The compression of a suspension of eGFP IB at 2.4 kbar for 30 minutes promoted dissociation of aggregates. However, the eGFP folding, monitored by the fluorescence at 509 nm, does not occur in this pressure level. The process of eGFP refolding was evaluated under various decompression conditions after dissociation of the IB at 2.4 kbar. During the gradual decompression, the increase in fluorescence was achieved at pressures ranging between atmospheric pressure and 1.38 kbar. The higher levels of eGFP fluorescence were obtained by incubation for several hours at pressure levels between 0.35 and 0.69 kbar. It is possible that the pressure condition that proved favorable for refolding of eGFP can also be used to favor the folding of other monomeric proteins. Using eGFP as a model, we also found that the IB produced by bacteria grown in a relatively low temperature (37ºC) is more fluorescent, presenting a higher amount of recombinant protein with the characteristic fluorescence at 509 nm, i.e., in its native form, than the IB expressed at higher temperatures (42ºC and 47ºC). The analysis by infrared spectroscopy (FT-IR) also demonstrated that the IB produced at milder temperatures have a higher degree of secondary structure similar to the protein in its native form. Furthermore, the IB produced at 37ºC are also more readily solubilized by the action of high pressure than those produced at the higher temperatures. As expected, the folding of eGFP from IB produced at 37ºC was 25 times more efficient than that obtained using IB produced at 47ºC. In this study we demonstrated that the dissociation of aggregates exerted by the action of high pressure (2.4 kbar) can be amplified by combination with incubation at low temperature (-9ºC) and the association of these two physical properties can be used to increase the solubilization of the aggregates in IB, with a consequent increase in the yield of eGFP refolding. In the present study we also showed that the kinetics of refolding of eGFP is proportional to temperature (10ºC 50ºC). The higher level of fluorescence was obtained when the refolding of eGFP was performed at 20°C. The rate of maturation of the eGFP chromophore is more strongly affected by temperature than the rate of folding of the protein. In conclusion, the temperature of production of IB, the temperature of dissociation of aggregates and the folding temperature can greatly affect the yield and kinetics of refolding of eGFP at high pressure. The results of this study may open new perspectives for improvements in the process of protein folding from IB using high pressure. In this paper we also describe the refolding of the proteins of Xac, PilB and the gene products XAC2810 and XAC3272, which have never before been achieved in soluble form. The yields of solubilization/refolding of these three proteins were very high, between 75% and 89%. The protein PilB refolded at high pressure presented high ATPase activity, which has never been shown for the PilB of Xac.

In recent years, biocatalytical steps in chemical synthesis are becoming increasingly important for economical and environmental-friendly production. In order to evaluate the use of enzymes in a process at Cambrex Karlskoga AB, an expression system was developed for a dehydrogenase. A synthetic gene was cloned into Escherichia coli DH5a cells, using the pTZ19R expression vector, as previously described in the literature. Protein expression was carried out at 25°C, 30°C and 37°C and results were measured using SDS-PAGE and activity assays. To improve expression, the gene was modified in three ways using PCR, yielding eight clones: It was inserted into the pSE420 expression vector, shortened to avoid inclusion body formation and a missing nucleotide was inserted into the sequence. A protocol for inclusion body screening was also developed. Finally, an assay for determining the kinetic constants of dehydrogenase was designed. It is concluded that further experiments must be done to obtain expression of the dehydrogenase and recommendations for additional work are given. / Biokatalytiska processteg har de senaste åren blivit ett allt viktigare inslag i kemisk syntes för att åstadkomma ekonomisk och miljövänlig produktion. För att utvärdera användandet av enzymer i en process hos Cambrex Karlskoga AB utvecklades ett expressionssystem för ett dehydrogenas. En syntetisk gen klonades in i Escherichia coli DH5a och uttrycktes med hjälp av expressionsvektorn pTZ19R, som tidigare finns beskrivet i litteraturen. Proteinuttrycket utfördes vid 25°C, 30°C och 37°C och resultatet mättes med hjälp av SDS-PAGE och aktivitetsmätningar. Genen för dehydrogenaset modifierades på tre sätt, vilket gav upphov till åtta varianter. Genen fördes över till expressionsvektorn pSE420, kortades för att undvika bildning av inklusionskroppar och en nukleotid som fattades från gensekvensen återinfördes. Ett protokoll utarbetades även för undersökning av inklusionskroppar. Till sist sammanställdes en metod för att undersöka de kinetiska konstanterna hos dehydrogenaset. Slutsatsen av arbetet är att fortsatta studier måste utföras för att erhålla uttryck av dehydrogenaset och rekommendationer ges för framtida undersökningar.