RGD4C修饰的铁蛋白纳米笼用于大鼠肝星状细胞的靶向药物输送

目的:制备RGD4C修饰的铁蛋白纳米笼(RGD4C-FRT),并用于大鼠肝星状细胞(HSC-T6)的靶向药物输送。方法:对RGD4C修饰的人铁蛋白H亚基进行表达和纯化;采用离子通道的方法,将阿霉素(Dox)包裹到RGD4C-FRT空腔,即为RGD4C-FRT-Dox;荧光显微镜检测RGD4C-FRT-Dox对HSC-T6的靶向性。结果:透射电镜检测显示,RGD4C-FRT为中空球形、粒径均一、分散性好;RGD4C-FRT和RGD4C-FRTDox的平均粒径分别为12.57 nm和20.13 nm;RGD4C-FRT-Dox的包封率和载药量分别为77.32%和15.88%;HSC-T6对RGD4C-FRT-Dox有明显摄取,并且能够被RGD4C-FRT空载体阻断。结论:RGD4C-FRTDox对HSC-T6有特异靶向性,可进一步在动物水平验证其治疗肝纤维化的有效性。

蛋白质纳米笼稳定Pickering乳液及其在食品领域研究进展

Pickering乳液是一种由固体颗粒稳定的乳液,因其良好的稳定性和生物相容性,受到了越来越多学者的关注。作为稳定Pickering乳液的众多固体颗粒之一,蛋白质纳米笼因其独特的笼形空腔结构、良好的结构稳定性、均一的纳米尺度以及可逆自组装特性,在功能性Pickering乳液领域展现出巨大的应用潜力。该文从稳定Pickering乳液的固体颗粒类型、蛋白质纳米笼种类、蛋白质纳米笼稳定Pickering乳液及其应用等方面进行阐述,总结不同类型蛋白质纳米笼的结构特点,介绍蛋白质纳米笼稳定Pickering乳液的研究进展。基于蛋白质纳米笼的天然笼形结构优势和分子自组装特性,综述蛋白质纳米笼在多腔室乳液递送体系构建及营养成分封装递送等方面的最新研究进展。

蛋白质纳米笼介导的酶自固定化研究进展

近年来,以金属有机框架以及自组装蛋白为代表的新型酶载体材料不断涌现,其中以蛋白质纳米笼为代表的自组装蛋白在酶自固定化领域的独特优势正不断被研究者发掘。蛋白质纳米笼独有的笼状空腔、可基因/化学修饰结构、可控自组装特性等特点为成功获得产量、稳定性和催化活性均提高的自固定化酶奠定了基础。本文首先简要介绍了金属有机框架材料、自组装蛋白,同时结合自身研究经历,重点对蛋白质纳米笼高级结构、人工设计尤其是铁蛋白的结构设计,以及纳米笼的自组装机制进行阐述。最后,综述了蛋白质纳米笼在酶自固定化方面的研究进展,并指出今后可能的研究方向,为建立自固定化新策略提供参考,进而推动自固定化酶从实验室研究迈向工业化应用。

两种根癌农杆菌储铁蛋白功能的鉴定和体外自组装

【目的】验证根癌农杆菌(Agrobacterium fabrum,以前也叫Agrobacterium tumefaciens)两种储铁蛋白——饥饿细胞的DNA结合蛋白(DNA-binding protein from starved cells, Dps)和细菌铁蛋白(bacterioferritin, Bfr)的编码基因atu2477和atu2771的功能。确定Bfr编码基因的开放阅读框。研究末端融合、血红素和个别关键氨基酸突变对Bfr功能和体外自组装的影响。探讨两种储铁蛋白的可能应用潜力。【方法】通过质粒将编码储铁蛋白的基因重新引入根癌农杆菌储铁蛋白缺失突变体中,回补储铁蛋白,验证回补的储铁蛋白编码基因是否能表达出具有储铁能力的储铁蛋白。用非变性凝胶电泳分离细胞粗提液中的蛋白质,铁特异性染色的方法鉴定电泳分离的蛋白质中是否有储铁蛋白。将不同的肽或蛋白质融合到储铁蛋白的末端,通过异源过量表达和纯化储铁蛋白的重组蛋白,用非变性凝胶电泳分析这些重组蛋白在体外的自组装。用血红素重构处理和氨基酸定点突变的方法研究血红素和个别关键氨基酸对Bfr功能和体外自组装的影响。【结果】非变性凝胶电泳和铁特异性染色结果显示,在根癌农杆菌的野生菌株、其相关突变体以及对应的回补菌株中,均仅检测到Bfr的表达,未检测到Dps的存在。当分别回补能编码161个和169个氨基酸Bfr的基因后,发现野生型菌株中的Bfr与回补编码161个氨基酸Bfr的回补菌株一样大。多肽和蛋白质的末端融合对Bfr的功能和自组装有一定影响,但不会使Bfr完全失去功能和自组装能力。结果还表明,血红素和预测可络合血红素铁的Met60的替换也只影响Bfr的功能和自组装,并未使Bfr功能完全丧失。【结论】根癌农杆菌主要通过Bfr存储铁元素。bfr基因的开放阅读框(open reading frame, ORF)以少见的UUG为起始密码子,编码产生包含161个氨基酸的蛋白质,而非169个氨基酸。根癌农杆菌的dps基因在本文的测定条件下均处于不表达状态。根癌农杆菌的Bfr和Dps蛋白均比较稳定,能够承受末端的多肽或蛋白质融合,不会使蛋白质的结构完全破坏,因此,经适当改造后具有开发应用的潜力。

生物大分子自组装合成多维纳米生物结构与器件

生物体通过指导的自组装合成种类繁多、功能特异的天然纳米结构,它们在生命过程中扮演重要角色。按照自组装体的维度,可以分为线状(一维)、层状(二维)、笼状(三维)生物纳米结构。通过设计,这些生物大分子纳米结构可在细胞"工厂"中重组制备,且可通过合成生物学技术对其组装和功能化进行理性设计和调控,成为功能性纳米器件。这类纳米生物结构和器件已经在生物传感、催化、肿瘤热疗、药物递送、组织工程、生物电池等领域获得展示或应用。相关研究正在成为合成生物学和纳米生物学的一个交叉领域,受到关注。

鸡传染性法氏囊病病毒VP2蛋白可溶性原核表达及免疫原性分析

为在大肠杆菌中表达出高可溶性的VP2-LS3蛋白笼纳米颗粒并检测其免疫原性,将扩增的7种融合标签(GST、NusA、MBP、PpiB、γ-crystallin、ArsC和Grifin)片段连在VP2-LS3基因的N端,构建7个带有不同标签的重组原核表达载体。再将其分别转化至大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达,表达产物经SDS-PAGE电泳分析,筛选出显著促进VP2-LS3蛋白可溶性表达的融合标签,并进行大量诱导表达、纯化。纯化得到的VP2-LS3重组蛋白分别进行TEV酶酶切、电镜观察分析及免疫家兔,并对获得的兔抗VP2血清进行Western blot和间接ELISA分析。结果显示,与其他6个标签相比,MBP标签促进VP2-LS3蛋白的可溶性表达具有显著性,可溶性表达水平达到69.5%;TEV酶可以把His6-MBP标签蛋白与VP2-LS3蛋白分开,获得高纯度的VP2-LS3蛋白;镜检显示形成了LS3蛋白笼纳米颗粒;Western blot结果表明,表达的VP2-LS3重组蛋白可与兔抗血清发生特异性反应,而不与阴性对照血清发生反应;间接ELISA检测制备的兔抗VP2血清效价达到1∶12 800。本研究获得了高可溶性的VP2-LS3蛋白笼纳米颗粒,为传染性法氏囊病病毒(IBDV)基因工程疫苗的研发奠定基础。