Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology87010.36233/0372-9311-2020-97-4-5ORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleFeatures of obtaining the protein complex of vegetative cultures Bacillus anthracis for proteomic mapping of strainsОсобенности получения белкового комплекса вегетативных культур Bacillus anthracis для протеомного картирования штаммовhttps://orcid.org/0000-0003-4525-1594KotenevaElena A.КотеневаЕлена Анатольевна
Russian Federation

PhD. (Biol.), Head, Laboratory of postgenomic investigations

к.б.н., зав. лаб. постгеномных технологий

postgenom_stv@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7940-9460TsygankovaOlga I.ЦыганковаОльга Ивановна
Russian Federation

D. Sci. (Med.), bacteriologist, Brucellosis laboratory

д.м.н., врач-бактериолог лаб. бруцеллеза

https://orcid.org/0000-0002-2678-2624KalininAleksander V.КалининАлександр Васильевич
Russian Federation

biologist, Laboratory of postgenomic investigations

биолог лаб. постгеномных технологий

https://orcid.org/0000-0002-0049-7411RodionovIvan S.РодионовИван Сергеевич
Russian Federation

junior researcher, Laboratory of postgenomic investigations

м.н.с. лаб. постгеномных технологий

https://orcid.org/0000-0001-8852-4332AbramovichAlena V.АбрамовичАлена Владимировна
Russian Federation

junior researcher, Laboratory of postgenomic investigations

м.н.с. лаб. постгеномных технологий

https://orcid.org/0000-0002-2982-4877ShcherbakovaVictoriya Yu.ЩербаковаВиктория Юрьевна
Russian Federation

assistant, Laboratory of postgenomic investigations

лаборант-исследователь лаб. постгеномных технологий

Stavropol Research Antiplague InstituteФКУЗ «Ставропольский научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора020920209743313380209202002092020Copyright ©; 2020, Koteneva E.A., Tsygankova O.I., Kalinin A.V., Rodionov I.S., Abramovich A.V., Shcherbakova V.Y.Copyright ©; 2020, Котенева Е.А., Цыганкова О.И., Калинин А.В., Родионов И.С., Абрамович А.В., Щербакова В.Ю.2020Koteneva E.A., Tsygankova O.I., Kalinin A.V., Rodionov I.S., Abramovich A.V., Shcherbakova V.Y.Котенева Е.А., Цыганкова О.И., Калинин А.В., Родионов И.С., Абрамович А.В., Щербакова В.Ю.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/870

Introduction. The study of the protein composition of the causative agent of anthrax — Bacillus anthracis, allows you to identify both general species and individual characteristics of strains that differ in phenotypic properties, manifested mainly in the vegetative form and which are important for virulence, immunogenicity and the ability to adapt to different vegetation conditions.Purpose of the work. In the group of anthrax microbe strains having different plasmid composition and virulence, different methods of extraction of the total proteome from vegetative bacillus cells have been tested.Results. In the course of the work, it was shown that the rate of spore formation varies significantly between individual strains of the anthrax microbe and can have a significant impact on the efficiency of extraction and the composition of the protein complex. Preliminary treatment with lysozyme, which affects the cell membrane, promotes a more complete lysis of cells, and ultramicrocentrifuge filtration provides complete specific sterility of the obtained samples.Conclusion. A culture preparation scheme was developed for B. anthracis, which allows one to obtain a culture in the vegetative phase of the life cycle and to efficiently extract proteins in combination with reliable disinfection of samples.

Введение. Исследование белкового состава возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis позволяет выявлять как общие видовые характеристики, так и индивидуальные особенности штаммов, различающихся по фенотипическим свойствам, проявляющимся в основном в вегетативной форме и имеющим важное значение для вирулентности, иммуногенности и способности адаптироваться к разным условиям вегетирования.Цель работы — на группе штаммов B. anthracis, имеющих разный плазмидный состав и вирулентность, апробировать разные способы экстракции тотального протеома из вегетативных клеток бацилл.Результаты. Показано, что скорость спорообразования значительно варьирует между отдельными штаммами B. anthracis и может оказать существенное влияние на эффективность экстракции и состав белкового комплекса. Предварительная обработка лизоцимом, влияющим на клеточную оболочку, способствует более полному лизису клеток, а ультрамикроцентрифужная фильтрация обеспечивает полную специфическую стерильность полученных образцов.Заключение. Разработана схема подготовки культур B. anthracis, позволяющая получать культуру в вегетативной фазе жизненного цикла и эффективно экстрагировать белки в сочетании с надежным обеззараживанием образцов.

proteomeanthraxBacillus anthracisspore formationMALDI-TOF/TOF MS2D-gel electrophoresisvegetative formprotein extraction methodsпротеомсибирская язваBacillus anthracisспорообразованиеMALDI-TOF/TOF MS2D-гель-электрофорезвегетативная формаметоды экстракции белковCastanha E.R., Fox A., Fox K.F. Rapid discrimination of Bacillus anthracis from other members of the B. cereus group by mass and sequence of «intact» small acid soluble proteins (SASPs) using mass spectrometry. J. Microbiol. Methods. 2006; 67(2): 230-40. DOI: http://doi.org/10.1016/j.mimet.2006.03.024Lasch P., Beyer W., Nattermann H., Stämmler M., Siegbrecht E., Grunow R., et al. Identification of Bacillus anthracis by using matrix-assisted laser desorption ionization — time of flight mass spectrometry and artificial neural networks. Appl. Environ. Microbiol. 2009; 75(22): 7229-42. DOI: http://doi.org/10.1128/AEM.00857-09Mottaz-Brewer H., Norbeck A., Adkins J., Manes N., Ansong C., Shi L., et al. Optimization of proteomic sample preparation procedures for comprehensive protein characterization of pathogenic systems. J. Biomol. Tech. 2008; 19(5): 285-95.Chitlaru T., Shafferman A. Proteomic studies of Bacillus anthracis. Future Microbiol. 2009; 4(8): 983-98. DOI: http://doi.org/10.2217/fmb.09.73Gao Z., Wang Z., Zhang K., Li Y., Zhang T., Wang D., et al. Experimental validation of Bacillus anthracis A16R proteogenomics. Sci. Rep. 2015; 5: 14608. DOI: http://doi.org/10.1038/srep14608Rajoria S., Sabna S., Babele P., Kumar R.B., Kamboj D.V., Kumar S., et al. Elucidation of protein biomarkers for verification of selected biological warfare agents using tandem mass spectrometry. Sci. Rep. 2020; 10(1): 2205. DOI: http://doi.org/10.1038/s41598-020-59156-3