牙龈卟啉单胞菌pPGN蛋白的原核表达、纯化及生物信息学分析

目的 孢子相关重复(Sporulation-related repeat, SPOR)结构域作为一种小肽聚糖结合结构域,在细胞分裂过程中起着重要作用。来自牙龈卟啉单胞菌的pPGN蛋白含有SPOR结构域,但其结构和功能尚不清楚。本研究原核表达、纯化pPGN蛋白,并进行生物信息学分析,为新型药物靶点的研发提供参考。方法 构建pET-28a(+)-pPGN表达载体,以大肠埃希菌为宿主菌异源诱导表达目的蛋白,经Ni-NTA亲和层析及分子筛纯化后使用ITC进行功能初探,采用生物信息学方法预测分析其理化性质与结构功能。结果 1%琼脂糖凝胶电泳分析显示,重组表达载体构建成功;SDS-PAGE电泳显示纯化得到较高纯度的pPGN蛋白单体;ITC显示pPGN蛋白与N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)、N-乙酰胞壁酸(NAM)之间不存在相互作用关系。生物信息学分析pPGN蛋白为碱性稳定性蛋白,无跨膜区域,含有24个磷酸化位点和一个保守结构域(SPOR结构域)。SPOR结构域蛋白比对分析显示,pPGN蛋白与RlpA(6i09-A)和CwlC(1x60-A)蛋白的三级结构高度相似。分子对接分析显示pPGN蛋白与三糖(NAM-NAG-NAM)相互作用的残基主要为R100、R105、R139,且作用于两端的NAM,与pPGN蛋白相互作用的蛋白有10种。结论 pET-28a(+)-pPGN表达载体在原核系统(大肠埃希菌)中得到高效表达,纯化获得具有高纯度的pPGN蛋白。分子对接分析其含有与NAM-NAG-NAM相结合的作用位点残基,为该蛋白的结构与功能研究奠定了基础,也为新型药物靶点的研发提供了一条新思路。