Analyse und Expression der Komplementproteine Faktor H und Faktor I der Ratte
Analysis and expression of the rat complement proteins factor H and factor I
by Thorsten Demberg
Date of Examination:2003-11-05
Date of issue:2003-11-25
Advisor:Prof. Dr. Frank Mayer
Referee:Prof. Dr. Frank Mayer
Referee:Prof. Dr. Rüdiger Hardeland
Referee:Prof. Dr. Otto Götze
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
In this thesis the previously unknown complete coding cDNA-sequence of rat complement protein factor H (FH) was revealed. In addition to the identification of the coding sequence two short variants of rat factor H were recombinantly expressed. The first recombinant rat FH protein consist of the first seven domains and was expressed in HEK293 and Mono-Mac-6 cells. The second variant consist of the first four domains and was recombinantly expressed in SF21-insect cells. Both proteins demonstrated a complement-inhibitory function in a CH50-hemolysis assay, which characterized them as fully functional proteins. With the new monoclonal antibody (mab 4-7D) it was possible to isolate the native FH protein (20 SCR) by immuno-affinity chromatography from rat serum. The purified FH was further functionally characterized. In combination with a rabbit anti-rat factor H polyclonal IgG it was possible to establish an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the detection and quantification of rat FH. The monoclonal anti-rat factor I (FI) antibody (mab 15F11-2) and the newly generated rabbit anti-rat FI polyclonal IgG were used for the detection of FI. The mab 15F11-2 was used to prepare an affinity matrix for the isolation of FI from rat serum. The isolated proteins, factor H and I, and the recombinantly expressed short versions of rat factor H were tested in diverse combinations in a CH50-hemolysis assay to investigate whether a synergistic effect between FH and FI existed. In summary, several tools for the detection, quantification and structural analysis of the complement inhibitory protein H and I were generated. After their purification to homogeneity both factors H and I as well as two recombinant variants of rat factor H (SCR1-4, SCR1-7) are now available for further studies of the pathological effects of the complement system in animal models.
Keywords: Complementsystem; regulators of complement; complement-inhibitory-factors; factor H; factor I
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In der vorliegenden Arbeit wurde die zuvor
nicht bekannte komplette cDNA-Sequenz des Ratten FH identifiziert.
Zusätzlich wurden zwei verkürzte rekombinante Varianten des Ratten
FH hergestellt. Eine bestand aus den ersten 7 SCR des FH und wurde
in HEK293- und Mono-Mac-6-Säugerzellen exprimiert, die andere
bestand aus den ersten 4 SCR des FH und wurde mit Hilfe des
Baculovirussystems in SF21-Insektenzellen exprimiert. Beide
rekombinanten Faktoren FH(SCR1-7) und FH(SCR1-4) zeigten eine
Komplement-inhibitorische Wirkung im CH50-Hämolysetest und konnten
damit als funktionell aktiv charakterisiert werden. Mit Hilfe des
in dieser Arbeit hergestellten monoklonalen anti-FH Antikörpers
(mAK 4-7D) konnte eine immunaffinitätschromatographische
Aufreinigung des FH aus Rattenserum etabliert werden, die den
Gesamt-FH(SCR1-20) im zweistelligen mg-Bereich für strukturelle und
funktionelle Untersuchungen zur Verfügung stellte. In Verbindung
mit dem ebenfalls neu generierten anti-FH IgG (polyklonaler
Antikörper des Kaninchens) wurde für die Detektion und
Quantifizierung des FH ein Sandwich-ELISA etabliert. Durch die
bereits im Rahmen der eigenen Diplomarbeit („Induktion und
Regulation des Komplementproteins Faktor I“) erfolgte Generierung
eines monoklonalen anti-Ratten FI Antikörpers und die innerhalb
dieser Arbeit zusätzlich erfolgte Herstellung eines polyklonalen
anti-Ratten FI IgG (ebenfalls aus dem Kaninchen) wurden weitere
Werkzeuge für die Detektion des FI im Immunblotverfahren
geschaffen. Durch die Immobilisierung des anti-Ratten FI mAK15F11-2
an einer Matrix war es zusätzlich möglich, den Ratten FI in
funktionell aktiver Form aus Serum zu isolieren. Die beiden mittels
Immunaffinitätschromatographie aus Serum isolierten Faktoren H und
I erwiesen sich wie auch die beiden rekombinanten FH-Varianten
(SCR1-4 und SCR1-7) im CH50-Hämolysetest als aktive Proteine, so
dass sie für weitere in vitro aber auch für geplante in vivo
Experimente zur Verfügung stehen. Zusammenfassend sei festgestellt,
dass mit dieser Arbeit eine breite Basis an Werkzeugen für die
Detektion, Quantifizierung und strukturelle Untersuchung der
Komplement-inhibitorischen Faktoren H und I der Ratte geschaffen
wurde. Darüberhinaus stehen beide Faktoren in zur Homogenität
aufgereinigter Form, der Faktor H zusätzlich in zwei rekombinanten
Varianten (SCR1-4 und SCR1-7) funktionell aktiv für einen
therapeutischen Einsatz in verschiedenen Krankheitsmodellen der
Ratte zur Verfügung.
Schlagwörter: Komplementsystem; Komplementregulatoren; Komplementinhibitoren; Faktor H; Faktor I