开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一、课题目的:
探索一种融合小分子蛋白(多肽)表达和分离纯化的新方法。利用基因工程的手段将水蛭素-露那辛基因进行重组表达,通过对融合蛋白表达和后期纯化过程实验条件的探索,得到步骤简单,产物纯度及回收率较高的实验方案。
二、课题内容:
本课题主要内容是将工程菌pTASHL/JM109活化后,摇瓶发酵培养,并收集发酵液预处理,进一步经大孔吸附树脂HP20、SP sepharose fast flow阳离子树脂、Q-sepharose FF阴离子交换层析分离纯化,分离纯化得到的产物进行Tricine-SDS-PAGE分析,纯度分析,比活力测定以及相对分子量测度。预期得到与天然露那辛完全一致且具有生物活性的目的多肽露那辛。
三、研究现状及意义:
露那辛是一种最初在发育中的大豆种子的子叶中发现的具有癌症预防作用的多肽,它是一种由 43个氨基酸形成的小亚基。已有动物实验证实露那辛具有拮抗化学诱癌物和致癌基因的功效。1992年BBI由美国FDA批准获得“创新性新药”,目前已经作为一个抗癌药物正在进行大规模临床试验评估,具有很大的应用前景。但露那辛多肽在植物体内含量非常低,且合成成本较高。所以目前都是利用基因工程手段将已经在大肠杆菌中已获得高水平分泌表达的小分子水蛭素作为融合伴侣进行共同表达来制备。水蛭素是凝血酶的特异性抑制剂,是分子量为7 kD的低分子量蛋白质,拥有稳定的理化性质,并且关于水蛭素的表达、纯化、鉴定技术已十分纯熟。对蛋白质工程而言,目的蛋白要同时具备可溶性和功能性,即不仅重组蛋白的产量要高,而且重组蛋白更要具有生物学活性,但是这种基因工程方法虽然可以获得足量的粗产物,但是由于融合蛋白的特性并不完全跟露那辛一致,且其杂质含量高,后期处理过程繁琐,目前分离纯化方法并不成熟,得到的最终产品量极少,纯度不高。因此低成本、高含量、高纯度露那辛的制备方法亟待研究。
四、文献综述
1、露那辛简介:
1987年日本学者Odani等以大豆粉作为研究材料,分离纯化得到一个富含Asp多肽, 氨基酸测序鉴定一级结构含有43个氨基酸, 但是其生物功能没有得到鉴定。10年后,美国加利福尼亚大学伯克利分校deLumen研究小组克隆出编码大豆富含Asp肽cDNA。将大豆富含Asp肽基因在哺乳动物细胞中转染表达, 结果发现能破坏细胞有丝分裂并引起染色体破裂和细胞凋,亡该研究小组就将此肽命名为“Lunasin”,它的羧基末端包括:(a) 9个连续的天冬氨酸残基;(b)一个细胞粘附因子模块Arg-Gly-Asp;(c)与染色质结合蛋白保守区同源的螺旋结构。其序列结构为SKWQHQQDSCRKQLQGVNLTPCEKHIMEKIQGRGDDDDDDDDD。
