气囊蛋白基脑胶质瘤靶向诊疗一体化载体构建及其评价

针对目前脑胶质瘤诊断治疗中靶向性差、治疗效率低等问题,设计合成以气囊蛋白(Gas vesicles,GV)为载体,透明质酸(Hyaluronic acid,HA)靶向负载阿霉素(Doxorubicin,DOX)的纳米药物递送系统。利用EDC/NHS脱水缩合反应,制备GV@hDOX载药系统,观察其对小鼠脑胶质瘤的杀伤作用以及超声成像效果。首先,通过化学反应将HA-DOX接枝在GV的表面,得到具有靶向作用的GV@hDOX;其次,通过透射电子显微镜和荧光光谱仪等仪器对GV和GV@hDOX的形貌结构进行表征;最后,对其体外稳定性、靶向肿瘤细胞吞噬与杀伤能力进行评价。透射电子显微镜和荧光光谱图表明GV@hDOX的成功合成,负载量为66.7μg/OD_(500);与GV相比,GV@hDOX具有更高的超声成像能力;与游离DOX相比,GV@hDOX显著提高了小鼠脑胶质瘤GL261细胞对DOX的吞噬效率。GV@hDOX优异的超声成像和药物递送效率为脑胶质瘤的靶向载药系统的构建提供了新的思路,为进一步实现脑胶质瘤的高效治疗奠定了基础。

过量表达气囊蛋白强化茂原链霉菌合成胰蛋白酶

气囊蛋白(gas vesicle protein, Gvp)组成的气体囊泡存在于蓝藻、嗜盐古菌等微生物中,为细胞提供浮力或抗胁迫能力。尽管gvp基因簇广泛存在于链霉菌,但其功能尚不明确。在该研究中,分别在茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)DSM40587谷氨酰胺转氨酶基因缺失菌株(smY2019Δtg)中表达了内源的gvpA、gvpO以及完整基因簇gvpOAFGJLSK(gvp40587),考察其对胰蛋白酶合成和宿主生理状态的影响。酶活力分析显示,过量表达gvp40587和gvpA使胞外最高胰蛋白酶活力分别提高64.3%和17.0%;过量表达gvpO未明显影响胰蛋白酶活力。SDS-PAGE分析发现,gvp40587和gvpA过表达菌株胞外上清液中的胰蛋白酶条带(26 kDa)较对照菌株明显增粗。同时,过量表达完整基因簇的菌株中8个gvp基因的转录水平均较smY2019Δtg有不同程度的提高。与对照菌相比,gvp40587过表达菌株的胞内ATP含量和NADPH/NADP^(+)分别提高1.4倍和0.4倍。上述结果表明,过量表达内源gvp基因簇能促进S.mobaraensis合成胰蛋白酶,能量代谢和蛋白质前体合成的增强可能是其产量提高的主要原因。研究结果首次报道了S.mobaraensis中gvp基因簇对酶蛋白合成的重要影响,为链霉菌蛋白表达调控提供了新思路。

极大节旋藻气囊蛋白基因gvpA克隆与序列分析

为了研究极大节旋藻气囊蛋白的分子生物学特性,并为gvpA基因的研究提供基础材料,在对极大节旋藻GSS序列分析的基础上,采用PCR技术克隆了gvpA基因的全长序列,并进行了相关分析。结果表明极大节旋藻gvpA基因编码区的GC含量为42.92%,核苷酸序列和蛋白序列与Planktothrix agardhii的gvpA基因相似性最高(79.4%,97.2%),其次是Pseudanabaena sp.PCC6901(75.3%,94.4%)。系统发生分析表明极大节旋藻gvpA基因与Planktothrix agardhii的gvpA基因同源性最高(89%ML,85%MP,89%NJ)。

铜绿微囊藻气囊蛋白GvpW的异源表达纯化与晶体生长研究

铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa PCC 7806)是我国淡水湖泊生态系统季节性蓝藻水华爆发的最优势藻种,其爆发的机制之一在于气囊,它是一种充满气体的蛋白质性质的亚细胞器结构,可为藻细胞提供浮力,调节藻细胞在水体中的位置以利于生长和后续的生境殖民化。铜绿微囊藻的气囊合成涉及14个气囊蛋白,但大部分气囊蛋白在气囊合成过程中的具体分子功能尚不清楚。对其中一个气囊蛋白Gvp W进行了分子克隆,利用原核表达系统在体外进行了异源表达,结合镍柱亲和层析和凝胶过滤层析纯化出了高纯度的Gvp W,运用动态光散射和化学交联证实在体外纯化后的Gvp W是呈单体状态,同时通过晶体初筛和优化获得了生长较好的蛋白质晶体。这为后续解析Gvp W的三维结构及在分子水平直观探讨其在气囊合成中的生理功能奠定了基础。