Characterization of Profilin and Polcalcin Panallergens From Ash Pollen

Abstract

Background: Ash (Fraxinus excelsior) is an important source of allergenic pollen in temperate areas of Europe. Profilin and polcalcin are 2 important panallergens involved in cross-reactivity between different sources. Objective: To clone and produce Fra e 2 (profilin) and Fra e 3 (polcalcin) as recombinant proteins and evaluate their immunological properties using the natural forms obtained from ash pollen. Methods: Total RNA from ash pollen was used as a template to obtain the specific complementary DNA (cDNA) sequences of the 2 panallergens. The cDNA-encoding sequences were cloned into the pET11b expression vector and used to transform BL21 (DE3) Escherichia coli cells. Proteins were expressed, purified by chromatography, and characterized structurally by circular dichroism, mass spectrometry, and immunologically by western blot and ELISA using profilin and polcalcin polyclonal antibodies and human sera from ash pollen–sensitized patients. Results: Profilin and polcalcin amino acid sequences from ash pollen showed a high degree of identity with homologous allergens from different sources. The cDNA-encoding allergen sequences were expressed as nonfusion recombinant proteins and purified to homogeneity. Secondary structure values were similar to those obtained from other members of these families. Allergenic Properties of the recombinant allergens were observed to be equivalent to those of the natural counterparts of F excelsior pollen.Conclusions: Fra e 2 and Fra e 3 recombinant allergens might be used in clinical diagnosis to determine profilin- and polcalcin-specific IgE levels present in the sera of ash pollen–sensitized patients, thus facilitating the finding of the sensitizing source in areas with complex sensitization profiles.

Antecedentes:El polen de fresno (Fraxinus excelsior) es una importante fuente alergénica en zonas cálidas de Europa. La rofilina y polcalcina son 2 panalérgenos implicados en reactividad cruzada.Objetivos: Clonar y producir Fra e 2 (profilina) y Fra e 3 (polcalcina) como alérgenos recombinantes. Comparar sus propiedades inmunológicas con sus formas naturales del polen de fresno.Métodos: El RNA total de polen de fresno se utilizó como molde para obtener los cDNAs específicos de ambos panalérgenos. Dichos cDNAs se clonaron en el vector de expresión pET11b y se transformaron células de Escherichia coli BL21(DE3). Las proteínas se caracterizaron mediante dicroísmo circular, espectrometría de masas, inmunodetección en membrana y ELISA utilizando anticuerpos policlonales frente a profilina y polcalcina y sueros de pacientes alérgicos al polen de fresno.Resultados: Las secuencias de aminoácidos de la profilina y polcalcina de polen de fresno presentaban una identidad de secuencia elevada con alérgenos homólogos. Dichos alérgenos se expresaron como proteínas recombinantes independientes y se purificaron a homogeneidad.Los valores de estructura secundaria fueron similares a los de otros miembros de estas familias. Las propiedades alergénicas de los alérgenos recombinantes resultaron ser equivalentes a los de sus homólogos naturales del polen.Conclusiones: Los alérgenos recombinantes Fra e 2 y Fra e 3 podrían usarse en diagnóstico clínico para determinar los niveles de IgE específicos para profilina y polcalcina en los sueros de los pacientes sensibilizados a polen de fresno,acilitando así la identificación de la fuente sensibilizante en áreas donde los pacientes presentan perfiles alergénicos complejo