肽类或蛋白质类药物体内稳定性控制策略

肽类或蛋白质类药物具有生物活性和特异性较高、可溶性强、低毒性等优点,现已成为药物研发的热点领域;然而,肽类或蛋白质类药物由于消化系统和血液中蛋白酶的快速降解以及体内肾脏的快速清除,体内半衰期一般较短,严重限制了药效作用的发挥。为了延长肽类或蛋白质类药物的体内半衰期,改善其药代动力学和药效学特征,各药物研发机构已进行大量研究,并成功开发多种化学修饰或基因工程改造方法。该文将主要从提高对酶的稳定性、增大流体力学体积和FcRn介导的pH依赖的再生等方面探讨延长肽类或蛋白质类药物半衰期的策略,并对成功的药物研发实例进行归纳汇总。

菌丝霉素MP1106融合蛋白的复性及纯化方法

旨在建立高效、快捷的菌丝霉素衍生物MP1106大肠杆菌表达系统。通过基因融合的方式构建生物表面活性剂-菌丝霉素衍生物(DAMP_4-MP1106)融合蛋白表达载体,在大肠杆菌中进行表达;并对目的蛋白MP1106进行分离纯化和分子内二硫键鉴定。结果显示,融合蛋白DAMP_4-MP1106在大肠杆菌中以包涵体的形式成功表达,表达产物在变性条件下经Ni^(2+)-NTA亲和层析纯化;经检测分析,摇瓶中DAMP_4-MP1106的发酵产量为118 mg/L,纯度为94.7%;采用96孔板筛选并建立复性方法,获得水溶性融合蛋白DAMP_4-MP1106;并经TEV蛋白酶酶切以及二次Ni^(2+)-NTA亲和层析纯化,可获得纯度为99%的抗菌肽MP1106 18mg/L,回收率达到了38.4%。通过简捷方法快速鉴定分子内的二硫键,初步证实了抗菌肽MP1106完成了分子内结构正确折叠。建立了高效快捷的菌丝霉素大肠杆菌表达系统。

去泛素酶复合体Ubp3/Bre5的制备及与Cdc48作用（英文）

泛素化是一种存在于真核细胞中与生理功能密切相关的蛋白修饰,泛素化与去泛素化处于动态调节过程中.Ubp3是与人USP10同源的酵母去泛素化酶,结合辅引子Bre5在细胞内发挥广泛作用.为研究该复合体的工作机制,制备重组蛋白复合体,在大肠杆菌中成功表达并纯化重组Ubp3与Bre5单体及Ubp3/Bre5复合体,首次成功大规模制备重组Ubp3/Bre5复合体.通过一系列pulldown实验,检验Ubp3/Bre5与AAA家族中泛素选择性ATP酶Cdc48的相互作用模式,结果发现,Ubp3及Bre5无法单独与Cdc48结合,但Ubp3/Bre5复合体可以有效与Cdc48相互作用.提出了Ubp3/Bre5-Cdc48相互作用的新模式,制备了高质量重组Ubp3/Bre5复合体.该研究为通过生化及结构生物学进行分子机制探索奠定了基础.

检测SortaseA酶催化蛋白质连接效率的新型报道系统

利用分子进化技术对Sortase A酶的催化活性进行定向改造已经成为当前的研究热点和重点,为了高效筛选特定催化活性的Sortase A酶突变体,需要建立一种能够快速准确鉴定Sortase A酶活性的方法。为此,设计了由GFP-LPETG蛋白和GGGYK-Biotin组成的新型报道底物系统。利用重组基因工程技术,成功制备GFP-LPETG蛋白,野生型Sortase A酶及近期报道的一个高活性突变型Sortase A酶。以GFP-LPETG及GGGYK-Biotin为报道底物建立连接体系,结果显示,连接反应动力学可直接通过SDS-PAGE凝胶电泳法精确测定。用此连接体系比较野生型与突变型Sortase A酶催化的连接反应效率,证实高活性突变酶具有野生酶无法比拟的高催化活性。此报道系统简单快速灵敏,可应用于系统的筛选,为后续进一步定向优化Sortase A酶奠定了基础。

L-谷氨酸氧化酶与CBD的融合表达及其在微晶纤维素上固定化分析

酶的固定化作为一种重要的技术,已在生物催化领域得到了广泛的应用。现将来源于普拉特链霉菌3304(Streptomyces platensis NTU3304)产生的胞外L-谷氨酸氧化酶(L-glutamate oxidase,Gox)基因gox融合到来源于粪碱纤维单胞菌Cellulomonas fimi的纤维素结合域(CBDcex)的基因上,构建表达载体p ETM10-Gox-CBD,并在大肠杆菌中表达。通过蛋白纯化获得融合蛋白,并命名为Gox-CBD。利用CBD对微晶纤维素特异性吸附的特性将其固定在微晶纤维素上,并对固定化酶的制备条件、结合量、酶学性质及其微晶纤维素结合稳定性等进行了研究。在4℃条件下结合约1 h,融合蛋白Gox-CBD结合在纤维素上的结合量即可达到9.0 mg/g。通过对重组型、融合表达游离的以及固定化在微晶纤维素上的谷氨酸氧化酶的酶学性质进行比较发现,固定化酶的比酶活有所降低;但固定化酶的热稳定性相对于游离酶有了很大的提高,在60℃孵育30 min后还保留有约70%的活性,而游离的重组Gox在相同条件下几乎完全失去活性。当固定化结合蛋白在p H<10或者盐浓度>5 mmol/L的Na Cl条件下可以牢固结合。并且可以通过一步纯化方法固定化融合蛋白Gox-CBD于微晶纤维素上。因此,L-谷氨酸氧化酶与纤维素结合域融合表达的研究为蛋白的纯化及酶的固定化提供了一种新策略。