基因重组Echistatin发酵工艺的优化

目的:利用基因工程方法对一种蛇毒锯鳞蝰素蛋白的发酵纯化工艺进行优化,以提高目的蛋白的产量和纯度。方法:对工程菌进行发酵培养并诱导表达,研究不同的培养基、不同补料方式、溶解氧浓度、培养和诱导时间对工程菌产量和目的蛋白表达量的影响,利用几丁质亲和层析纯化Ecs融合蛋白,通过合适温度和pH裂解融合蛋白得到Ecs纯品,并鉴定和检测Ecs活性。结果:经过高密度发酵优化后,菌体湿重可达110g/L,目的蛋白表达量约占总蛋白的40%;亲和层析纯化后,得到Ecs单体,得率为68mg/L发酵液。生物学活性分析显示,重组Ecs能有效抑制血小板的聚集,其活性与天然Ecs相似。结论:通过发酵和纯化工艺优化,大大提高了目的蛋白产量,为进一步规模化研究和生产奠定了基础。     

表达重组人骨形态发生蛋白-7工程菌的发酵及表达产物的纯化

目的:研究表达重组人骨形态发生蛋白-7工程菌的发酵和表达产物的纯化工艺。方法:利用16L发酵罐发酵培养工程菌,设定了溶氧、搅拌速度、诱导时机、补料和培养基pH值等发酵条件;通过包涵体洗涤、离子交换层析法纯化目的蛋白。结果:工程菌目的蛋白质表达量占菌体总蛋白质的30%以上,纯化后目的蛋白的纯度可达98%。结论:建立了大肠杆菌高效表达人骨形态发生蛋白-7的发酵及纯化工艺。     

蛇毒锯鳞蝰素融合蛋白的发酵与纯化

研究大肠杆菌表达重组蛇毒锯鳞蝰素(Echistatin,Ecs)融合蛋白的发酵和纯化工艺。将Ecs基因插入表达载体pTXB1,转化E.coliBL21(DE3)构建工程菌。对工程菌进行补料分批培养并诱导表达,研究培养基、培养和诱导时间对工程菌生长和目的蛋白表达的影响,几丁质亲和层析纯化Ecs融合蛋白,经DTT裂解后,检测Ecs活性。发酵后菌体湿重可达75g/L,融合蛋白表达量约占总蛋白的35%,重组质粒在BL21宿主菌中传代稳定。亲和层析纯化后,得到Ecs单体,得率为28mg/L发酵液。生物学活性分析显示,重组Ecs能有效抑制血小板的聚集,其活性与天然Ecs相似。优化了Ecs融合基因工程菌的发酵和纯化条件,为规模化生产奠定基础。     

人胰高血糖素样肽-1与人血清白蛋白融合蛋白在毕赤酵母中的表达

目的：在巴斯德毕赤酵母中表达有降糖活性的人胰高血糖素样肽-1（hGLP-1）突变体（2Gly-hGLP-1）与人血清白蛋白（HSA）的融合蛋白。方法：为将GLP-1氨基酸序列第2位的丙氨酸（Ala）定点突变为甘氨酸（Gly）,根据毕赤酵母偏爱密码子合成编码2Gly-hGLP-1的基因;采用重叠PCR法拼接2Gly-hGLP-1和HSA的基因,使得2Gly-hGLP-1的C端与HSA的N端通过甘氨酸五肽接头连接;将该融合基因插入表达载体pPIC9构建为重组载体pPIC9/2Gly-hGLP-1-HSA,电击转化至毕赤酵母GS115细胞,通过表型筛选和诱导表达实验获得高效表达菌株;工程菌在5L发酵罐中培养后,对发酵产物进行分离纯化和生物学活性分析。结果：融合蛋白在5L发酵罐中的表达量约为200mg/L,经纯化后纯度可达95%以上;小鼠糖耐量实验表明该融合蛋白具有明显的控血糖活性。结论：在毕赤酵母中分泌表达的融合蛋白2Gly-hGLP-1-HSA具有降血糖活性。     

50L规模中试发酵重组核苷二磷酸激酶A工程菌

中试规模发酵重组人核苷二磷酸激酶A（rhNDPK-A）工程菌,并对表达产物进行纯化。摇瓶培养一级种子至合适密度,以10%比例接种二级种子培养基,在7L发酵罐中培养至OD600为9.6～10.5,然后转入80L发酵罐中进行补料分批培养,所得菌体裂解后,经离子交换层析和亲和层析两步纯化得重组蛋白制品。结果表明,50L培养液经过10h培养后,湿菌收量为1560 g/批,NDPK-A表达量为23.8%。另外,补料方式对发酵密度有明显影响。与单纯补加碳源相比,同时补加碳源和氮源可以显著提高菌体产量,但对目的蛋白表达量地提高不明显。在较优条件下,菌体产量为(2220.00±169.71) g/批,蛋白表达量为(22.00±0.42) %,纯化后重组蛋白得率为510mg/L。产物可溶、密度适中、工艺简便的中试发酵条件的建立为高得率、大规模制备重组rhNDPK-A奠定了基础。     

重组人干扰素βser17工程菌发酵培养条件的优化研究

实验对重组人干扰素βser17(rhIFNβser17)工程菌的发酵培养条件进行了研究,通过实验优化确定了适宜rhIFNβser17表达的培养基、诱导剂使用浓度、诱导时期和诱导后的收获时间等,建立了发酵培养工艺,并在50L发酵罐进行了中试发酵,菌体收获量湿重达13.08g/L,rhIFNβser17表达量占菌体总蛋白的20.2%,纯化后比活性达2×107IU/mg蛋白以上,为进一步的下游开发奠定了基础。     

重组人粒细胞集落刺激因子发酵工艺研究

通过对大肠杆菌（E.coli）表达重组人粒细胞集落刺激因子（rhG-CSF）工程菌DH5a的发酵工艺的研究,对影响工程菌生长和目标蛋白表达条件如：发酵培养基配方,pH值,诱导时间,分批补加营养物质等进行了优化。结果表明,采用优化的条件发酵后,工程菌得率达30g/L以上;目标蛋白表达量为30%以上。     

毕赤酵母高效分泌长效人生长激素的研究

目的:为了延长人生长激素(HGH)在血浆中的半衰期,构建了高效分泌表达人血清白蛋白(HSA)与HGH融合蛋白(HSA-HGH)的工程毕赤酵母菌株。方法:从人胎肝cDNA文库中扩增HSA基因,从HGH工程菌载体中扩增HGH基因,将其克隆至真核表达载体pHIL-D2,载体线性化后采用电击法转化毕赤酵母GS115。通过原位双层膜法筛选高效分泌表达菌株。分别采用SDS-PAGE和Western印迹鉴定融合蛋白。对工程酵母培养条件进行研究,发酵液经离子交换层析、亲和层析和分子筛层析纯化。纯化的蛋白经N端序列测定,分子量测定和等电聚焦电泳进行鉴定。冻干的蛋白制剂经食蟹猴试验进行药代动力学和药效动力学测试。结果:确立了工程酵母的最佳培养工艺,融合蛋白表达量达100mg/L。纯化后蛋白纯度达95%以上,得率达42%。融合蛋白与预期结果一致,经食蟹猴试验,显示有良好的生物活性,与等摩尔剂量的重组人生长激素相比,半衰期延长6.8倍,清除率慢44倍。结论:融合蛋白呈现明显的长效动力学特征,为开发重组长效人生长激素HSA-HGH融合蛋白药物(rHSA-HGH)奠定了基础。     

表达重组葡激酶-水蛭素融合蛋白的大肠杆菌工程菌的高密度培养

采用溶氧反馈的分批培养流加补料的方法高密度培养重组大肠杆菌BL21(DE3)生产重组葡激酶-水蛭素融合蛋白。通过摇瓶培养对菌种和培养条件的初步筛选,采用溶氧反馈的流加补料策略,进行了5L发酵罐的合成培养基和复合培养基的发酵工艺的研究。通过对培养条件的不断优化,重组葡激酶-水蛭素融合蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)里得到了高效表达,菌体密度最终达到115g/L(WCW)以上,可溶性重组融合蛋白占菌体总蛋白的30%以上,含量约为1.1~1.2g/L。5L发酵罐的发酵工艺参数在40L发酵罐中进行了放大培养,结果表明该工艺能有效的放大,可适用于工业生产。     

融合牛肠激酶轻链EKL包涵体蛋白的复性纯化

大肠杆菌高密度发酵表达肠激酶轻链融合蛋白DsbA-rEKL,主要以包涵体形式存在。包涵体经4mol/L尿素和0.5%TritonX-100洗涤,以6mol/L盐酸胍、100mmol/LDTT溶解,在胱氨酸存在下,以脉冲加样方式复性。融合蛋白复性在6mmol/L胱氨酸存在下、脉冲加量0.03mg/mL和复性终蛋白浓度0.3mg/mL为最佳复性方案。复性的融合蛋白加2mmol/LCaCL2后快速自切。经IDA-Sepharose及Q-Sepharose纯化,rEKL纯度可达95%以上,可高效酶切重组瑞特普酶融合蛋白Trx-rPA。实现了大规模生产rEKL,每升发酵液经复性及纯化后,可得rEKL60mg/L以上,使以融合蛋白表达rPA等药用蛋白成为现实。     

抗ErbB2嵌合抗体chA21大规模纯化工艺的建立及质量研究

自行研制的抗ErbB2嵌合抗体chA21具有抑制高表达ErbB2的乳腺癌细胞生长的作用。在前期小规模培养和纯化工作的基础上,以填充床生物反应器大规模培养CHO工程细胞株表达的上清为原料,采用亲和层析、凝胶过滤除盐、阳离子交换层析、分子筛等步骤,分离纯化嵌合抗体chA21,建立了大规模纯化工艺,并按照中国药典（2005年版第三部）对最终产品进行全面鉴定和质量控制。该工艺能有效解决抗体纯化过程形成的多聚体问题,去除内毒素和DNA残留;可以确保每批纯化20~40L培养上清,每批收获嵌合抗体可达5g以上,蛋白总回收率大于50％,纯度可达98％。研究结果表明,该抗体纯化工艺得率高,质量控制方法稳定可靠,适用于大规模生产。     

IGFBP-3高效可溶表达、纯化及生物学活性初步研究

克隆胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP-3)的cDNA片段,构建原核表达载体pET-DsBA-IGFBP3。将该重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)plysS中,诱导表达IGFBP-3融合蛋白(简称D-IGFBP3)。经检测融合蛋白主要以可溶形式表达。表达产物用His亲和层析柱纯化,获得了纯度超过95%的重组IGFBP-3融合蛋白。Western-blot结果表明在相应分子量处有一条特异性条带。细胞活性研究显示它对MCF-7细胞生长具有一定的抑制作用,且在体外具有与IGF-I结合的活性。     

Purification of an L-asparaginase-atrial natriuretic peptide fusion protein expressed in Escherichia coli

A novel fusion protein designed to facilitate protein purification was expressed in Escherichia coli and purified separately by two different chromatography methods. L-Asparaginase from Erwinia chrysanthemi is fused to the N-terminus of a model peptide, alpha-human atrial natriuretic peptide (alpha-hANP). L-Asparaginase was chosen because of its selective affinity for L-asparagine and because of its unusually high isoelectric point(8.6). A gene construction without the L-asparaginase native signal sequence caused expression at a level of 8% of total cell protein, while gene construction with the native signal sequence resulted in over five time less expression. The hybrid protein expressed without the signal sequence was purified from clarified cell lysate byeither L-asparagine affinity chromatography or cation exchange chromatography. After digestion of the fusion protein with factor Xa protease, a peptide with a molecular weight corresponding to the theoretical molecular weight of alpha-hANP was observed by coupled HPLC/mass spectrometry. (c) 1995 John Wiley & Sons Inc.     

人肿瘤坏死因子α抑制肽-抗炎酸性尾巴融合蛋白的原核表达及纯化

目的:表达和纯化人肿瘤坏死因子α抑制肽-抗炎酸性尾巴融合蛋白。方法:利用PCR搭接方法及基因合成方法获得目的基因,插入带有6×His标签的原核高效可溶性表达载体pET32a中,构建重组表达质粒pET32a-T9-ac-9,将重组表达质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导目的基因表达;对融合蛋白进行Ni2+金属螯合柱纯化。结果:构建的重组表达质粒经PCR、内切酶鉴定及基因序列测定证实;目的蛋白在大肠杆菌中获得表达,SDS-PAGE显示相对分子质量为22.917×103;对表达产物进行了亲和层析纯化,从上清中获得了纯度较高的人肿瘤坏死因子α抑制肽-抗炎酸性尾巴融合蛋白。结论:获得了可溶性的人肿瘤坏死因子α抑制肽-抗炎酸性尾巴融合蛋白,为其生物学功能研究奠定了基础。     

靶向抗肿瘤蛋白iRGD-CDD的原核表达及生物活性鉴定

目的: 原核表达并纯化具有特异性成纤维细胞激活蛋白(FAPα)酶切位点的靶向抗肿瘤GP-CDD-iRGD融合蛋白,利用FAPα的酶切功能切除融合标签,检测其对FAPα阳性肿瘤细胞株的毒性。方法: 设计并合成GP-CDD-iRGD基因,插入pGEX-4T3 载体,构建重组表达质粒,转化至BL21大肠杆菌感受态细胞中,IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析重组融合蛋白的表达,Western blot检测融合蛋白的表达,经GST亲和柱纯化融合蛋白后,通过体外细胞毒性试验(MTT法)和细胞凋亡实验评价该融合蛋白的靶向抗肿瘤活性。结果: 成功构建重组原核表达质粒pGEX-GP-CDD-iRGD,可溶性表达相对分子量约为36 kDa的融合蛋白GST-GP-CDD-iRGD,纯化后蛋白纯度约为90%,经MTT实验测定其对FAPα阳性4T1细胞株的ED50约为18.5μmol/L,流式细胞术检测到其对FAPα阳性4T1细胞株具有选择性毒性作用,早期凋亡比例达到约28%。结论: 原核表达的重组融合蛋白GP-CDD-iRGD对FAPα阴性4T1细胞株未显示毒性,而对FAPα阳性4T1细胞株具有显著的促凋亡作用,为进一步研究其在体内的靶向抗肿瘤活性提供了依据。     

Exendin-4类似物的克隆、表达与体内生物活性检测

为研究Exendin-4类似物的克隆,融合表达及在体内的生物活性,在pED载体融合伴侣序列中插入利于下游分离纯化的序列成为5#载体,将Exendin-4类似物基因与5#载体中的融合伴侣基因通过酸水解位点连接,转化至E.coli BL21中并诱导表达融合蛋白,酸水解将目的肽与融合伴侣分开后,经阴离子交换树脂分离得到目的肽。6周～8周正常雄性ICR小鼠皮下注射Exendin-4类似物后,口服糖耐量实验检测在不同时间段小鼠血液中葡萄糖及胰岛素含量的变化。结果表明:融合蛋白的表达量占菌体总蛋白的40%,Exendin-4类似物纯度达91.8%。Exendin-4类似物的活性与对照组相比,具有显著的降低血糖和显著促进胰岛素分泌的活性(P<0.01)。     

δ-睡眠肽与GFP融合蛋白的表达和纯化

构建δ-睡眠肽(DSIP)蛋白与GFP的融合基因表达载体,高效表达和纯化GFP-DSIP融合蛋白。通过SOE-PCR拼接DSIP全长编码基因,并使得DSIP上游具有肠激酶识别位点,经双酶切定向克隆至表达载体pET-28a,构建重组载体pET-28a-DSIP,通过PCR扩增GFP全长编码基因,经双酶切定向克隆至pET-28a-DSIP,构建原核重组表达载体pET-28a-GFP-DSIP,通过双酶切和测序鉴定后,导入E.coli BL21宿主菌中,IPTG诱导表达融合蛋白,采用镍亲和层析和分子筛凝胶层析获得高纯度蛋白,SDS-PAGE分析鉴定。经测序鉴定成功构建了原核重组表达载体pET-28a-GFP-DSIP,在IPTG诱导下获得可溶性的绿色荧光蛋白与睡眠肽的融合蛋白,经Ni-NTA亲和层析纯化成功获得高纯度的融合蛋白。成功构建了DSIP与GFP融合基因的重组表达载体,确定了GFP-DSIP融合蛋白诱导表达的最佳条件,获得了较高纯度的融合蛋白,为进一步研究DSIP蛋白的生物学功能奠定了基础。     

重组斑马鱼CD36蛋白的原核表达及纯化

目的：在大肠杆菌中重组表达斑马鱼CD36蛋白胞外区38～432氨基酸残基段并纯化。方法：PCR扩增斑马鱼CD36蛋白的基因编码区,连接到带有6~His标签的原核表达载体pET-28a中,构建重组表达质粒pET28a-CD36,并转化大肠杆菌BL21（DE3）,用IPTG诱导表达,优化表达条件后用Ni^2＋柱进行纯化。结果：构建了pET28a-CD36重组质粒;目的蛋白在大肠杆菌中获得表达,亲和纯化后,SDS-PAGE显示相对分子质量为预期的46．8×10^3。结论：获得了斑马鱼CD36融合蛋白,为其生物学功能研究奠定了基础。     

Purification of streptomycin adenylyltransferase from a recombinant Escherichia coli

Bacterial resistance to aminoglycosides continues to escalate and is widely recognized as a serious health threat, contributing to interest in understanding the mechanisms of resistance. One important mechanism of streptomycin modification is through ATP dependent O-adenylation, catalyzed by streptomycin adenylyltransferase (SMATase). The aim of this study was to purify the recombinant SMATase by Ni(2+)-IDA-His bind resin column chromatography. Thioredoxin-His6-tagged SMATase fusion protein was produced in a bacterial intracellular expression system mainly in a soluble form. The purified fusion protein showed a single band on SDS-PAGE corresponding to 49 kDa. The recovery of fusion protein was 47% with ninefold purification. The fusion system provided a single step, easy and very rapid purification of SMATase and is suitable for obtaining a highly purified functional protein of interest. The fusion does not affect the functionality of the protein.     

重组斑马鱼 p8蛋白的原核表达及纯化

目的：在大肠杆菌中重组表达斑马鱼p8蛋白并纯化。方法：PCR扩增斑马鱼p8蛋白基因编码区,连接到带有6×His标签的原核表达载体pET-28a中,构建重组表达质粒pET-28a-p8并转化大肠杆菌BL21（DE3）,用IPTG诱导表达;优化表达条件后用Ni^2＋柱纯化重组蛋白。结果：构建了pET-28a-p8重组质粒;目的蛋白在大肠杆菌中获得表达,亲和纯化后,SDS-PAGE显示相对分子质量为预期的12．8×10^3。结论：获得了斑马鱼p8融合蛋白,为其生物学功能研究奠定了基础。