Design of antigen synthesis and preparation and characterization of specific and eurytopic antibodies against B-group aflatoxins

Янан Ванг; Ганна Фотіна

doi:10.32845/bsnau.vet.2020.4.8

Янан Ванг Коледж наук про тварин та ветеринарну медицину, Інститут науки і технологій Хенань, (Сіньсян, Китай) https://orcid.org/0000-0001-9537-2947
Ганна Фотіна Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0002-0761-3681

DOI: https://doi.org/10.32845/bsnau.vet.2020.4.8

Ключові слова: афлатоксини групи В, конструкція синтезу антигену, поліклональні антитіла, аналіз, характеристики.

Анотація

Метою цього дослідження було вироблення антитіл до афлатоксинів групи В (BGAF) із сильною специфічністю та хорошою евритопічністю. Дослідження проводили в лабораторії безпеки та якості продуктів тваринництва Сумського НАУ, факультету ветеринарної медицини, Суми, Україна та на базі Науково-технічного інституту Хенань, Сіньсян, Китай. Відповідно до молекулярної структури та активного центру афлатоксину B1 (AFB1), штучний антиген BGAFs AFB1-BSA готували 6 ма методами, такими як метод активного ефіру оксиму (OAE), метилювання аміаку (MOA), змішаний ангідрид (MA), напівфабрикат ацеталь (SA) епоксид (EP) та похідне енолового ефіру (EED) та ідентифікували за допомогою УФ та SDS-PAGE.

Поліклональні антитіла проти AFB1 (AFB1 pAb) готували шляхом імунізації новозеландських кролів AFB1-BSA, а титри AFB1 pAb виявляли за допомогою непрямого ІФА, чутливість AFB1 pAb аналізували за допомогою непрямого конкурентного ІФА (icELISA), специфічність та еурітопічність AFB1 pAb аналізували за допомогою тесту перехресної реактивності (CR). Результати показали, що AFB1-BSA був успішно синтезований, і найкращим був метод активного ефіру оксиму (OAE) із 6 методів синтезу штучного антигену BGAF, а його відношення кон'югації AFB1 до BSA становило близько 8,46À1. Імунна ефективність методу OAE була найкращою, його pAb AFB1 мав високі титри 1∶ (1,28×104) з використанням методу непрямого ІФА, чутливість з 50% концентрацією інгібування (IC50) 10,32 мкг / л до AFB1 за допомогою icELISA та високий CR до AFB2 75,21%, AFG1 44,13%, AFG2 14,72%, AFM1 16,36% та AFM2 1,44% відповідно. У цьому дослідженні були підготовлені pAbs AFB1 з високим титром, чутливістю, специфічністю та еуритопічністю, що заклало важливу та технічну основу для створення імунологічного аналізу BGAF.

Посилання

1. Sun, D.D.; Gu, X.; Li, J.G.; Yao, T.; Dong, Y.C. (2015). Quality evaluation of five commercial enzyme linked immunosorbent assay kits for detecting aflatoxin b1 in feedstuffs. Asian-Australasian journal of animal sciences 28, 691-696, doi:10.5713/ajas.14.0868.
2. Luo, X.; Li, K.; Xing, J.; Qi, L.; Yang, M.; Wang, R.; Wang, L.; Li, Y.; Chen, Z. (2018). In vivo toxicity assessment of aflatoxin B(1)-contaminated corn after ozone degradation. Food Addit Contam Part A Chem Anal Control Expo Risk Assess 35, 341-350, doi:10.1080/19440049.2017.1395518.
3. CHINA. National Food Safety Standard Limit of mycotoxins in food. (2017). Vol. GB 2761 —2017.
4. Gefen, T.; Vaya, J.; Khatib, S.; Rapoport, I.; Lupo, M.; Barnea, E.; Admon, A.; Heller, E.D.; Aizenshtein, E.; Pitcovski, J. (2015). The effect of haptens on protein-carrier immunogenicity. Immunology 144, 116-126, doi:10.1111/imm.12356.
5. Mongkon, W.; Sugita-Konishi, Y.; Chaisri, W.; Suriyasathaporn, W. (2017). Aflatoxin B1 Contamination of Dairy Feeds after Storage in Farm Practice in Tropical Environmen. Biocontrol Sci 22, 41-45, doi:10.4265/bio.22.41.
6. Xiao LW, Xu X, Zhao W, et al. (2017). Study on the development and performance of a paper strip for rapid quantitative detection of aflatoxin B1 based on time-resolved fluorescent nano-spheres. Grain Processing. 42, 41-43.
7. Kolosova, A.Y.; Shim, W.B.; Yang, Z.Y.; Eremin, S.A.; Chung, D.H. (2006). Direct competitive ELISA based on a monoclonal antibody for detection of aflatoxin B1. Stabilization of ELISA kit components and application to grain samples. Anal Bioanal Chem 384, 286-294, doi:10.1007/s00216-005-0103-9.
8. Yu, Y.Y.; Chen, Y.Y.; Gao, X.; Liu, Y.Y.; Zhang, H.Y.; Wang, T.Y. (2018). Nanoparticle based bio-bar code technology for trace analysis of aflatoxin B1 in Chinese herbs. Journal of food and drug analysis. 26, 815-822, doi:10.1016/j.jfda.2017.11.003.
9. Wang YN, Wang XF, Niu LL, et al. (2016). Research progress in hapten molecule design and immunogen synthesis and antibody characteristics of aflatoxin B1. Science and Technology of Food Industry. 23, 367-376.
10. Zhou, Y.; Wu, J.; Yu, W.; Xu, Y.; Wang, P.; Xie, B.; Chen, F. (2007). Preparation for aflatoxin B(1)-cationized bovine serum albumin based on Mannich-type reaction. J Immunol Methods. 328, 79-88, doi:10.1016/j.jim.2007.08.009.
11. Rushing, B.R.; Selim, M.I. (2017). Structure and Oxidation of Pyrrole Adducts Formed between Aflatoxin B(2a) and Biological Amines. Chem Res Toxicol, 30, 1275-1285, doi:10.1021/acs.chemrestox.7b00002.
12. Kononenko, G.P.; Burkin, A.A.; Soboleva, N.A. (2002). [Comparative characteristics of immunoreagents based on aflatoxin B1 hemiacetals and sterigmatocystine]. Prikl Biokhim Mikrobiol 38, 571-577.
13. Wang YN, Wang XF, Niu LL, et al. (2017). Advance in immunoassay of total aflatoxins in food. Science and Technology of Food Industry. 13, 344-351.
14. Wang YN, Wang XF, Wang ZL. (2018). Study and application of detection methods of total aflatoxins in food. Food and Fermentation Industries. 44, 1 , 285-290.
15. Cervino, C.; Knopp, D.; Weller, M.G.; Niessner, R. (2007). Novel aflatoxin derivatives and protein conjugates. Molecules 12, 641-653, doi:10.3390/12030641.
16. Wang YN, Wang SY, Zhang HT, et al. (2014). Establishment of Hybridoma Cell Lines Secreting Anti-Cadmium Ion Monoclonal Antibody and Identificat of Their Immunological Properties. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica., 11, 24-29.
17. Ju RH, Wen K, Duan LL, et al. (2015). Preparation and Characterization of Polyclonal Antibodies Against Acrylamide. Journal of Nuclear Agricultural Sciences. 29, 10, 1979-1984.
18. Zhao HH, Zhang ZR, Li XJ, et al. (2016). Prokaryotic Expression of Tartary Buckwheat Flavonol SynthaseFtFLS2 and Preparation of Its Polyclonal Antibody. Journal of Nuclear Agricultural Sciences. 30, 2, 240-245.
19. Chen T, Wang CQ, Li XF, et al. (2014). Determination of aflatoxin B1 in peanut under different storage conditions by indirect ELISA. China Oils and Fats. 9, 88-91.
20. Zhang C, Pan JR, Shuai RQ, et al. (2016). Research on Enzyme Linked Immunosorbent Assay for Multi-residues of Nitroimidazoles in Foods of Animal Origin. Journal of Nuclear Agricultural Sciences. 30, 2, 323-331.
21. Liu, H.X.; Yang, Y.X.; Ma, M.G.; Wang, X.M.; Du, X.Z. (2015). Self-assembled Gold Nanoparticles Coating for Solid-Phase Microextraction of Ultraviolet Filters in Environmental Water. Chinese Journal of Analytical Chemistry 43, 207-211.
22. Zeng, H.; Chen, J.; Zhang, C.; Huang, X.A.; Sun, Y.; Xu, Z.; Lei, H. (2016). Broad-Specificity Chemiluminescence Enzyme Immunoassay for (Fluoro)quinolones: Hapten Design and Molecular Modeling Study of Antibody Recognition. Anal Chem 88, 3909-3916, doi:10.1021/acs.analchem.6b00082..
23. Shi HY, Wang MH. (2008). Effect of Hapten Space Arm Length on Immune Recognition. Chinese Journal of Pesticide Science. 2, 172-177.
24. Guo NF, Yu JC, Ma FM, et al. (2014). Study of Comparison the Commonly Used Artificial Antigen Identification Methods. Journal of Food Science and Biotechnology. 33 5,517-521.
25. Morita, I.; Oyama, H.; Yasuo, M.; Matsuda, K.; Katagi, K.; Ito, A.; Tatsuda, H.; Tanaka, H.; Morimoto, S.; Kobayashi, N. (2017). Antibody Fragments for On-Site Testing of Cannabinoids Generated via in Vitro Affinity Maturation. Biological & pharmaceutical bulletin, 40, 174-181, doi:10.1248/bpb.b16-00669.
26. Hayashi, N.; Saegusa, J.; Uto, K.; Oyabu, C.; Saito, T.; Sato, I.; Kawano, S.; Kumagai, S. (2016). Evaluation of a Computer-Aided Microscope System and Its Anti-Nuclear Antibody Test Kit for Indirect Immunofluorescence Assay. Rinsho Byori, 64, 142-151.
27. Wang YN. (2020). Preparation of Broad-Specificity Antibodies and Development of Immuno-chromatographic Strip for Detection of Total Aflatoxins in Animal Food. Henan Institute of Science and Technology.
28. Xie H, Zhang X, Wang X, et al. (2015). Preparation of anti-aflatoxin B1 monoclonal antibodies and its use in an indirect competitive ELISA for aflatoxin B1. Microbiology China. 10, 2033-2040.
29. Xiao Z, Li PW, Zhuang Q, et al. (2011). Production and characteristics of specialised monoclonal antibodies against aflatoxin B1. Chinese Journal of Oil Crop Sciences. 33, 001, 66-70.

Синтез та підготовка антигенів для отримання специфічних і евритопних антитів проти B-group афлатоксинів

Анотація

Посилання