多肽、蛋白类药物脂质体研究进展

脂质体做为多肽、蛋白类药物一种新型给药载体有控制药物释放、降低药物的毒性、提高药物的靶向性等突出优点,具有广阔的应用前景。通过查阅近10年来多肽和蛋白类药物脂质体研究的相关资料,总结论述了脂质体作为多肽、蛋白类药物载体在新的制备方法、新型脂质体、产业化进展三个方面的最新研究动向,指出了多肽、蛋白类药物脂质体在研究应用中存在的不足,并展望了多肽、蛋白类药物脂质体未来发展方向。

Prosaposin基因哺乳动物细胞表达质粒的构建及稳定转染细胞系的建立

目的构建前凋亡因子prosaposin的哺乳动物细胞表达质粒,转染NIH3T3细胞,建立稳定转染prosaposin的细胞系。方法采用PCR方法扩增prosaposin的开放阅读框,酶切后的PCR扩增产物和退火后的人工合成的c-Myc抗原表位标签,共同克隆至pcDNA3.1(+)哺乳动物细胞表达载体中,构建pcDNA-Psap-Myc融合表达质粒。用脂质体将经过验证、测序的pcDNA-Psap-Myc质粒转染NIH3T3细胞,通过G418筛选建立稳定过表达prosaposin的NIH3T3细胞系。采用RT-PCR和western blotting方法,检测prosaposin在稳定转染的NIH3T3细胞系中的表达。结果成功构建了pcDNA-Psap-Myc融合表达质粒,建立了稳定过表达prosaposin的NIH3T3细胞系。RT-PCR和Western blotting结果表明,构建的稳定细胞系中成功表达prosaposin-Myc融合蛋白。结论Prosaposin哺乳动物细胞表达质粒的成功构建和稳定转染NIH3T3细胞系的建立,为进一步体外研究prosaposin蛋白的功能及其与其他分子间的相互作用奠定了基础。

人瘦素基因的原核表达载体构建及其蛋白结构分析

目的克隆人源Leptin的成熟肽编码序列后基因并构建其原核重组表达菌株,对其产物进行纯化鉴定;生物信息学分析其蛋白质结构并预测功能。方法提取人脂肪干细胞中的总RNA,经RT-PCR反转录获得c DNA序列,PCR扩增Leptin基因并将其克隆入表达载体p ET-28a（＋）原核质粒,构建该基因的重组原核表达载体p ET-28a-Leptin。随后进行双酶切和测序鉴定。在E.coli BL21（DE3）中诱导表达目的蛋白,通过WB检测Leptin蛋白的表达;利用在线网络生物信息学相关数据库和分析软件对测序结果进行分析,并对重组蛋白结构及功能等进行验证和预测。结果 PCR扩增得到Leptin目标DNA片段;成功构建重组表达质粒p ET-28a-Leptin,经IPTG诱导表达后,目的蛋白在宿主E.coli BL21（DE3）中高效表达Leptin融合蛋白,相对分子质量18 000。生物信息学检索该基因编码蛋白的氨基酸序列与理化参数显示,蛋白无跨膜区,有6个Ser、1个Thr可能为蛋白激酶磷酸化位点,第1~21位可能为信号肽区域。在Leptin氨基酸序列中：α-螺旋93处,无规则卷曲43处,延伸链17处,β-转角14处,分别占总二级结构的55.69%、25.75%、10.18%和8.38%。结论成功克隆了人的Leptin基因。利用原核载体表达系统成功表达并进一步纯化的Leptin蛋白具有免疫原性。其生物信息学分析及结合蛋白质结构与功能预测结果可为深入研究Leptin蛋白的活性作用提供有益借鉴。

叶黄素生物活性功能的研究进展

综述了叶黄素抗氧化等生物活性功能的研究进展,并分析其对大脑功能的潜在作用机制,为叶黄素在营养保健功能食品中的应用提供科学依据。

Prosaposin对细胞增殖和凋亡的调控及其分子机制

为研究鞘脂激活蛋白原(Prosaposin)对细胞增殖、细胞凋亡的调控及其可能的分子机制,以pcDNA3.1 in NIH3T3阴性对照细胞株和过表达prosaposin的Psap-Myc in NIH3T3细胞株为模型,噻唑蓝(MTT)比色法检测prosaposin对细胞增殖的影响;Annexin V联合碘化丙啶(Propidium iodide,PI)法检测血清饥饿状态下prosaposin对细胞凋亡的影响;Western blotting检测PI3K/Akt信号通路中蛋白磷酸化水平的变化;Real-time PCR检测PI3K/Akt信号通路下游靶分子表达水平的改变。结果表明prosaposin可活化PI3K/Akt信号通路,提高AktSer473的磷酸化水平,抑制细胞周期抑制基因P27KIP1的表达,上调细胞周期蛋白Cyclin D1的表达,促进细胞周期从G1→S期进展;诱导survival基因cIAP1、cIAP2的表达,促进细胞存活。这些结果提示,prosaposin对细胞增殖和凋亡的调控可能是通过PI3K/Akt信号通路及其下游靶分子进行的。

EudragitS-100对蛋白折叠的促进作用

目的:以重组人角化细胞生长因子(recombinant human keratinocyte growth factor-2,rhKGF-2)为模型,研究一种对pH较为敏感的多聚化合物聚丙烯酸树脂EudragitS-100对蛋白折叠的促进作用及其作用机制。方法:直接将变性蛋白加入到含有不同浓度Eudragit的蛋白复性缓冲液中,采用MTT法、荧光分光光度法、圆二色光谱法以及高效液相色谱法来比较分析不同浓度EudragitS-100对变性rhKGF-2的复性促进作用。结果:在Eudragit S-100作用下,rhKGF-2的复性产率比普通稀释复性法显著增高且最高达到71%。研究表明Eudragit S-100的促进蛋白折叠的作用是基于Eudragit S-100与rh-KGF-2发生了特异性的结合反应。另外,本研究还发现蛋白复性缓冲液中尿素的浓度对蛋白的复性也存在较大影响。结论:Eudragit S-100能显著提高以rhKGF-2为代表的蛋白的正确折叠和复性收率。

BRPF1新型转录本BRPF2的鉴定及其在小鼠组织中的表达

为鉴定BRPF1的一种新转录本,确定其在小鼠组织中的表达并对其蛋白功能进行初步研究,将获得的克隆进行序列测定。RT-PCR和Northern blotting实验检测BRPF1和BRPF2在小鼠各组织器官中的表达,生物信息学分析其保守结构域和蛋白功能,并使用TNT T7体外转录翻译系统获得BRPF1和BRPF2蛋白。结果表明BRPF2是BRPF1的一种新型转录本(GenBank登录号:DQ288860);在小鼠肝、胚胎、附睾、睾丸、卵巢和骨骼肌中均检测到BRPF1和BRPF2两个转录本,其中以BRPF1为主要的转录本;而在小鼠脾中,仅检测到BRPF2的转录本;BRPF1编码1246个氨基酸残基,其编码的蛋白质分子量为140 kDa;而BRPF2由于选择性剪接,导致翻译提前终止,仅编码442个氨基酸残基;CDD软件分析BRPF1和BRPF2结构域表明:与BRPF1相比,BRPF2蛋白缺失了Bromodomain结构域和PWWP结构域。鉴于Bromodomain结构域和PWWP结构域是BRPF1蛋白结合乙酰化或非乙酰化组蛋白,募集组蛋白乙酰转移酶Moz和参与染色质重构的关键,暗示BRPF2极有可能是做为BRPF1蛋白的负调控因子,共同参与染色质调控。

Mdfic与Rhox5蛋白相互作用的关键结构域鉴定

Mdfic(MyoD family inhibitor domain containing)是一个新发现的含有MyoD抑制素结构域(I-mfa domain)的转录调控因子,可能在肌细胞的分化过程中发挥重要作用.小鼠Rhox5为同源异型框基因,隶属于Rhox基因簇(reproductive homeobox on the X chromosome genes cluster)β亚簇.在前期证实Mdifc能结合Rhox5蛋白的基础上,进一步鉴定两者相互作用的关键结构域.生物信息学分析Mdfic的氨基酸序列,PCR方法扩增Mdfic A截短型片段(第72～247位氨基酸残基),含保守的I-mfa结构域;双向酵母双杂交和体外GST-Pull down结果表明,该截短型片段可以与Rhox5蛋白结合,且结合力度较完整的Mdfic蛋白强;将Mdfic A片段划分为两段:Mdfic B(72～191 aa,不含I-mfa结构域)和Mdfic C(191～247 aa,含I-mfa结构域).结果表明,含保守I-mfa结构域的Mdfic C截短型片段丧失了与Rhox5蛋白结合的能力,而不含I-mfa结构域的Mdfic B截短型片段可以结合Rhox5蛋白.鉴于Mdfic蛋白的非I-mfa结构域在Rhox5/Mdfic结合中发挥关键作用,Rhox5与Mdfic的结合可能进一步调控由Mdfic的I-mfa结构域参与的其他转录因子(如MyoD)的调控,三者形成一个复杂的调控网络,共同参与肌细胞发生及分化的调控.

重组人角质细胞生长因子在毕赤酵母中的表达、纯化及活性测定

目的:利用巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)重组表达人角质细胞生长因子(human keratinocyte growth factor,hKGF),为实现规模化生产重组hKGF奠定基础。方法:根据已报道的hKGF成熟肽序列,人工合成由毕赤酵母偏好密码子组成的编码hKGF的DNA片段后连接到分泌型表达质粒pPICZαA中,获得重组表达质粒并转化毕赤酵母X-33中进行表达。优化发酵条件,并利用5 L生物反应器进行中试发酵。发酵上清通过超滤及层析方法分离纯化重组蛋白,并利用MMT法检测其对恒河猴肺上皮细胞的促增殖活性。结果:在20℃,甲醇诱导60 h后,获得分子量约为28 kD的目的蛋白,表达量约占菌体上清总蛋白的14.1%。发酵液经肝素亲和层析和Sephardex G-25分子筛分离获得纯度为95.0%以上的重组蛋白,得率为12 mg/L。该重组hKGF具有糖基化修饰,能显著促进恒河猴肺上皮细胞增殖,其ED50约为57μg/L。结论:利用毕赤酵母成功表达出糖基化修饰及具促恒河猴肺上皮细胞增殖活性的重组hKGF。

酸性成纤维细胞生长因子脂质体的制备及体外释药动力学

采用pH梯度法制备酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)脂质体,以包封率为考察指标,单因素筛选最优制备工艺:十八胺用量为0.02g,柠檬酸缓冲液浓度为0.03mol/L,aFGF投药量为0.04mg/mL,内外水相pH差(ΔpH)为3.5,孵育温度为35℃,孵育时间为15min。aFGF脂质体包封率为(78.82±2.56)%,Zeta电位为9.68mV,平均粒径124.03nm。透析法测定aFGF脂质体的体外释药动力学,研究结果表明aFGF脂质体与aFGF原液相比具有一定的缓释作用。稳定性研究表明,aFGF脂质体较aFGF原液稳定性得到提高,4℃贮存为佳。所制备的aFGF脂质体包封率较高,稳定性较好,具有一定的缓释作用。

人类RhoxF1蛋白的生物信息学分析及其自激活检测

目的:生物信息学分析人类RhoxF1蛋白的氨基酸序列,构建RhoxF1酵母双杂交诱饵载体,并检测其自激活活性。方法:生物信息学分析RhoxF1蛋白保守区域,比较小鼠Rhox5与人RhoxF1的氨基酸序列同源性,PCR扩增RhoxF1基因,与PMD-18-T载体连接,然后把RhoxF1克隆到pGBKT7载体中,醋酸锂法将重组质粒pGBKT7-RhoxF1转入酵母菌AH109,观察pG-BKT7-RhoxF1在AH109中的表达情况,检测诱饵载体有无毒性和自激活作用。结果:RhoxF1蛋白保守区域有大量的DNA结合位点,与Rhox5具有30%的同源性。成功构建诱饵载体pGBKT7-RhoxF1,目的片段可在酵母AH109中表达,并且对酵母菌无毒性,对报告基因无自激活功能。结论:探索了RhoxF1的蛋白特性,成功构建pGBKT7-RhoxF1重组质粒,可以作为酵母双杂交诱饵载体筛选与RhoxF1相互作用的蛋白,进而对其进行功能性研究。

抗Her-2抗体与人β防御素Ⅱ融合蛋白的表达、纯化及活性鉴定

利用小分子泛素样修饰蛋白(small ubiquitin-like modifier,SUMO)融合表达系统,在大肠杆菌Origami B(DE3)中表达人β防御素Ⅱ(humanβdefensin 2,HBD2)与抗人表皮生长因子受体2(Her-2)单链抗体(4D5 scFv)的融合蛋白。经20℃,l mmol/L IPTG诱导24 h后,获得相对分子质量约为41 kD的SUMO-HBD2-4D5融合蛋白,为可溶性表达,表达量占菌体上清总蛋白的42.2%。利用组氨酸亲和凝胶色谱(Ni-NTAsepharose)、特异性SUMO蛋白酶(SUMO protease)酶切和分子筛(Sephadex G-25)联用的方法可获得纯度大于95%的目的蛋白HBD2-4D5,其最终得率达到15 mg/L。HBD2-4D5 200μg对金黄色葡萄球菌(ATCC25923)和大肠杆菌K12D31具有较明显的杀伤作用。免疫荧光分析结果显示,HBD2-4D5蛋白能结合于Her-2高表达的人乳腺癌细胞SK-BR-3表面。本实验表达的HBD2-4D5双功能蛋白具有较好的抗菌活性和特异性结合SK-BR-3表面Her-2的能力,为日后用于靶向治疗Her-2高表达的肿瘤疾病提供研究基础。

人胰淀素类似物普兰林肽体外活性测定方法的建立

建立体外人胰淀素类似物普兰林肽活性测定的方法,为普兰林肽及其制剂的质量控制提供可靠的细胞检测方法。将L6细胞培养并分化成有明显肌管的成熟骨骼肌细胞,采用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶法(GOD-POD)检测普兰林肽对高糖培养环境下骨骼肌细胞葡萄糖吸收的影响。结果显示,在1×10-9～1×10-5mol/L的浓度范围内,普兰林肽能显著增加分化后的L6细胞的糖吸收量,在16 h达到最大值。普兰林肽浓度的负对数(x)与细胞糖吸收增加量(y)间呈现出良好的线性关系(y=-4.750x+59.54,R2=0.991 9)。应用本实验建立的方法检测了市售普兰林肽醋酸盐注射剂的活性,结果显示1×10-6、1×10-7和1×10-8mol/L的普兰林肽注射剂作用于分化的L6细胞16 h,细胞的糖吸收增加率为(61.89±9.54)%,(43.68±10.06)%和(33.30±13.03)%(P<0.01);与单用胰岛素组对比,普兰林肽与胰岛素联合使用能显著提高分化后的L6细胞的糖吸收量(P<0.05),与普兰林肽注射剂的临床使用结果一致。本实验为普兰林肽的活性测定提供了一种稳定可靠的细胞替代模型。

猪脑中硫氧还蛋白还原酶的纯化与表征

[目的]用新的方法从猪脑中提取纯化硫氧还蛋白还原酶(TrxR)并对其进行表征。[方法]通过硫酸铵盐析、DEAE-Sepharose Fast Flow弱阴离子交换凝胶色谱柱层析、Blue-Sepharose亲和色谱柱层析、Resource Q强阴离子交换色谱柱层析和Superdex 200 prep grade凝胶过滤色谱柱层析等方法,从猪脑中分离并纯化TrxR。采用聚丙烯酰胺电泳法、等电聚焦法、DTNB还原法和胰岛素还原法对TrxR的性质进行表征。[结果]从猪脑中分离并纯化出TrxR,其纯度大于99%,是酶粗提液的6 000倍,最终产率为13.9%。猪脑TrxR的分子量为56.0 kD,等电点为5.0。以DTNB为底物测得其K m和k cat值分别为62.9μmol/L和467 min-1,以硫氧还蛋白为底物测得其K m和k cat值分别为3.9μmol/L和2 813 min-1。[结论]用新的方法从猪脑中纯化得到较高纯度的TrxR,为进一步研究该蛋白的结构和功能奠定了基础。

腺病毒介导的人巨细胞病毒UL49基因小鼠模型的建立

建立表达HCMVUL49基因的转基因小鼠,为抗病毒药物研究提供有效的实验动物模型。将UL49-GFP基因插入腺病毒穿梭质粒pDC316中,构建重组质粒pDC316-UL49-GFP,与腺病毒骨架质粒pBHGloxΔE1,3Cre通过脂质体介导共转染293细胞,重组产生腺病毒Ad-UL49-GFP,经PCR和Western blot鉴定正确后,大量扩增、纯化,制备高滴度重组腺病毒。纯化腺病毒经尾静脉注射感染小鼠,通过荧光定量PCR和Western blot方法,检测UL49基因在小鼠体内组织分布和表达时相。结果显示UL49基因在小鼠的心、肝、脾、肺、肾组织均有表达,并且表达量由高到低顺序依次是:肝、脾、肾、心、肺,在腺病毒感染第3天在各靶器官表达水平较高,此后逐渐下降,第14天时仅存在肝和脾中。表明表达UL49基因的小鼠模型构建成功。小鼠模型的成功建立为下一步筛选以UL49基因为靶的抗病毒药物奠定了基础。

黄曲霉毒素解毒酶在大肠杆菌中的可溶性表达、纯化及其圆二色谱分析

目的:应用原核表达系统对黄曲霉毒素解毒酶(aflatoxin-detoxifizyme,ADTZ)进行高效可溶表达和纯化,并对其进行生物学活性与二级结构分析。方法与结果:亚克隆ADTZ的成熟肽,并构建与pMAL-c2x的重组质粒,转化大肠杆菌Rosetta(DE3),IPTG诱导实现了MBP_ADTZ融合蛋白的高效可溶表达,其表达量约占总蛋白的50%。经Amylose亲和层析、Factor Xa酶切和疏水层析后得到高纯度的rADTZ蛋白。生物学活性分析表明rADTZ蛋白具有降解AFB1的酶活性,酶比活为136U/mg。圆二色光谱对rADTZ蛋白二级结构的分析结果为:α-螺旋为43.3%、β-折叠为31.1%、β-转角为10.5%和无规则卷曲为15.1%。结论:用大肠杆菌成功表达并得到高纯度有活性的rADTZ蛋白,为进一步对rADTZ结构与功能研究奠定了基础。

小鼠RHOX5蛋白两种截短型突变体的原核表达及其与MDFIC互作的鉴定

目的:表达和纯化两种小鼠RHOX5蛋白的截短型突变体,确定完整的RHOX5蛋白及其两种截短型突变体与MDFIC蛋白结合的能力。方法:生物信息学分析小鼠同源异型框蛋白RHOX5的cDNA序列,分别对RHOX5的两种截短型片段RHOX5 N和RHOX5 C进行PCR、分别扩增RHOX5的两种截短型片段RHOX5 N和RHOX5 C并将其克隆至pGEX4T3原核表达载体,构建重组表达质粒。用重组表达质粒分别转化大肠杆菌RosettaTM2(DE3)菌株,经IPTG诱导后,使用Glutathione-Sepherase 4B颗粒对融合蛋白进行小批量亲和纯化,通过SDS-PAGE电泳分离目标蛋白,确定融合蛋白的表达。进行GST-pull down实验,检测完整的RHOX5蛋白及其两种截短型突变体与MDFIC蛋白结合的能力。结果:在大肠杆菌RosettaTM2(DE3)中有效地实现了GST-RHOX5、GST-RHOX5 N和GST-RHOX5 C 3种融合蛋白的可溶性表达;经Glutathione Sepherase 4B颗粒亲和纯化后,获得了纯化后GST融合蛋白;GST-pull down实验证实,含有homeodomain的RHOX5蛋白和RHOX5C截短型突变体可以与MDFIC蛋白相结合,而RHOX5N截短型突变体则丧失了与MDFIC蛋白结合的能力。结论:实现了RHOX5及其两种截短型突变体的原核表达和纯化,证实RHOX5蛋白的homeodomain结构域是其与MDFIC结合的关键部位。

新型转录因子MDFIC的原核表达及多克隆抗体制备

小鼠MDFIC(MyoD family inhibitor domain containing)蛋白是一个新近发现的与HIC(Human I-mfa domain containing protein)高度同源的转录调控因子,可能在肌细胞的分化过程中起着重要的作用。为了深入研究MDFIC的功能,首先要制备抗MDFIC的多克隆抗体。首先采用PCR方法扩增出编码MDFIC的cDNA片段,然后将其克隆至原核表达载体pGEX-4T-3,并在大肠杆菌BL21中进行诱导表达。SDS-PAGE和Western blotting检测鉴定表达产物。亲和层析技术对融合蛋白进行纯化,纯化后的目的蛋白免疫新西兰兔制备多克隆抗体。间接ELISA检测抗体效价达1∶640 000以上,检测证明抗体效价较高。此外,Western blotting结果显示,该抗体可特异性识别真核细胞外源性及内源性的MDFIC蛋白。MDFIC多克隆抗体的成功制备为进一步研究MDFIC的功能以及进一步探索肌细胞的发生分化机制提供了重要工具。

BRPF1及其新型转录本BRPF2与RHOX5蛋白间的相互作用

RHOX5基因是最早发现的小鼠RHOX基因簇(reproductive homeobox on the X chromosome)成员,可特异性地在生殖系统中表达。RHOX5蛋白在胚胎发育、生殖组织的发育、精子的生成和成熟等多个环节发挥作用,但其功能的发挥途径尚不明确。在前期筛选与RHOX5蛋白相互作用的分子中初步获得一个BRPF1的新型转录本BRPF2。进一步构建pGBKT7-BRPF2质粒,酵母双杂交实验确定其与RHOX5蛋白的相互作用,GST-pull down实验确定其在体外的直接结合;PCR扩增BRPF1基因,构建pGBKT7-BRPF1和pGADT7-BRPF1质粒,酵母双杂交实验和GST-pulldown实验证明RHOX5蛋白亦可以直接结合BRPF1蛋白。BRPF1及其新型转录本BRPF2与RHOX5蛋白间的相互作用证实暗示了BRPF2极有可能与BRPF1竞争性结合RHOX5蛋白,为三种蛋白功能的研究提供了新的思路。

三种不同来源的α-葡糖苷酶合成L-抗坏血酸2-葡糖苷的比较

L-抗坏血酸2-葡糖苷(L-ascorbic acid 2-glucoside,AA-2G)是L-抗坏血酸(L-ascorbic acid,L-AA)的衍生物,相比L-AA,其稳定性极好,并且容易被人体利用。α-葡糖苷酶(alpha glucosidase,AG)是最早发现可以产生AA-2G的酶,但合成效率很低。本研究的目的是通过系统评价来源于黑曲霉、粳稻以及大鼠的AG合成AA-2G的活性,为进一步分子改良提高AG合成AA-2G功能筛选候选AG出发酶。人工合成黑曲霉、粳稻以及大鼠来源的AG基因,构建重组工程菌,表达和纯化3种重组酶(AAG,JrAG,RAG),并对它们产生AA-2G的条件进行优化,在最适反应条件下,比较这3种酶的活力、合成AA-2G的产量和转糖率等。研究结果显示,JrAG的比活力为1.9 U/mg、生成AA-2G的量为2577.2 mg/L、转糖苷率为7.6%;AAG的比活力为1.0 U/mg、生成AA-2G的量为153.10 mg/L、转糖苷率为0.5%;RAG的比活力为0.4 U/mg、生成AA-2G的量为861.0 mg/L、转糖苷率为2.5%;在这3种来源的AG重组酶中,JrAG的比活力和转糖率最高。JrAG具有较高转麦芽糖合成AA-2G的活性,是进一步分子改良提高合成AA-2G产量的良好出发酶,本研究结果也可为开展AG在AA-2G合成的相关研究提供参考。