基质金属蛋白酶-2/9敏感型可跨膜融合抗氧化酶的表达、纯化和表征北大核心CSCD

融合了跨膜肽的抗氧化酶可进入细胞,保护细胞免受放射损伤。然而跨膜肽的跨膜能力没有靶向性,其也可把抗氧化酶带入肿瘤细胞进而保护肿瘤细胞,降低放疗的效果。为此,根据多数肿瘤细胞微环境中存在活性基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-2或MMP-9的特点,在细胞跨膜肽R9与人铜、锌超氧化物歧化酶(superoxide dismutase 1,SOD1)和谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)之间融合MMP-2/9的底物肽X,设计了融合蛋白GST-SOD1-X-R9。该蛋白在肿瘤微环境中可因MMP-2/9酶切底物肽X而失去跨膜肽,从而无法进入肿瘤细胞,进而只能进入正常细胞。全基因合成SOD1-X-R9序列,并将其插入原核表达载体pGEX-4T-1中,得到表达质粒,并实现了GST-SOD1-X-R9融合蛋白的可溶表达。GST-SOD1-X-R9经硫酸铵沉淀和GST亲和层析纯化,分子量约为47 kDa,与理论值一致。纯化的融合蛋白的SOD活性和GST活性分别为2954 U/mg和328 U/mg。GST-SOD1-X-R9的SOD活性或GST活性在生理条件下几乎没有变化。该融合蛋白在溶液中可被胶原酶Ⅳ部分水解。分别建立了2D和3D培养的HepG2细胞模型来检验肿瘤微环境中的MMP-2活力对该蛋白跨膜能力的影响。在2D培养模型中,HepG2的MMP-2活力极低,但在3D培养模型中,随着培养时间的增加,HepG2肿瘤球的体积变大,其胞外MMP-2活力也随之增强。GST-SOD1-X-R9在2D培养的HepG2细胞中具有和GST-SOD1-R9蛋白一样的跨膜效率,但在3D培养的HepG2细胞球中的跨膜能力大大降低。本研究为后续深入研究GST-SOD1-X-R9靶向防护正常细胞的氧化损伤效应奠定了基础。     

尖吻蝮蛇蛇毒中一种新型酸性磷酯酶的纯化和表征

从尖吻蝮蛇蛇毒中, 通过嗜硫色谱、Sephadex G-75、Blue胶和POROS HQ20离子交换色谱,分离纯化得到纯组分AA-PLA₂-I,并证明其为新型酸性磷酸酯酶A₂ 经鉴定,该酶为分子量14.4 kD的单体蛋白,等电点5.66,不含中性糖基,N端序列为SLIQFETLIMKVVKK,其磷酸酯酶A2活性的最适温度和pH条件分别为50 ℃ 和 pH 10此外,该酶蛋白酶活性较弱,无出血毒性,但具有抗凝血活性,且其抗凝血活性耐热至70 ℃.     

TAT-PTD融合蛋白可能存在的跨膜递送作用机制

为探讨TAT-PTD融合蛋白的跨膜递送作用机制,采用DNA重组技术构建pGEX-TAT-GFP-表达质粒.在E.coli- BL21表达GST-TAT-GFP,并用谷胱甘肽(glutathione) Sepharose-4B亲和柱进行纯化.GST-TAT-GFP在不同条件下与细胞的作用结果表明,GST-TAT-GFP能有效进入HeLa、SMMC-7721、L-02和BEL-7402细胞,GST-TAT-GFP在递送时对时间和浓度有依赖关系.同时,温度对GST-TAT-GFP跨膜作用具有明显的影响,GST-TAT-GFP的跨膜作用受代谢抑制剂的影响很小,肝素的存在能明显抑制GST-TAT-GFP跨膜进入细胞的能力,GST-TAT-GFP对细胞活性没有影响.这些结果说明,TAT-PTD可能是通过与细胞表面的硫酸乙酰肝素等受体相结合介导融合蛋白跨膜递送进入细胞的.     

TAT蛋白转导结构域介导融合蛋白在小鼠活体的跨膜递送作用

目的探讨跨膜递送短肽——TAT蛋白转导结构域(简称TAT)介导的与其融合的活性蛋白在活体的跨膜递送作用。方法以融合蛋白GST-TAT-GFP,GST-GFP-TAT和GST-GFP为研究模型蛋白,不经过蛋白质的变性处理、直接通过向小鼠腹腔注射和皮肤涂抹这两种含TAT的融合蛋白及作为对照的融合蛋白GST-GFP,一定时间作用后取体内器官和皮肤做冷冻切片,荧光显微镜检测这些融合蛋白的跨膜递送情况;并对分别融合在C端或者N端的TAT介导GFP在活体动物体内和皮肤的跨膜递送作用进行对比。结果腹腔注射实验结果表明,TAT可以介导不经过蛋白质的变性处理的融合蛋白GST-TAT-GFP和GST-GFP-TAT跨膜递送进入到小鼠的心脏、肝、肾、脾和肺,甚至脑组织;其中GST-GFP-TAT跨膜递送效率比GST-TAT-GFP更高。结构模拟分析提示GST-GFP-TAT与GST-TAT-GFP中的TAT的暴露情况不同可能是造成两种蛋白跨膜递送活性差异的重要因素。皮肤实验的结果则表明TAT不仅介导融合蛋白GST-TAT-GFP和GST-GFP-TAT进入小鼠表皮,而且使其进入小鼠皮肤的真皮层。结论 TAT可以跨膜递送不经过变性处理的融合蛋白进入小鼠皮肤和体内,递送效率可能与TAT的暴露程度相关;这些结果为在蛋白质疗法方面应用TAT提供了进一步的理论依据。     

蕲蛇蛇毒中一种新型自降解抗凝血酶AA-ACA-I的纯化和表征

利用嗜硫色谱和POROS HQ20离子交换色谱从蕲蛇蛇毒中纯化得到一种新型P-Ⅲ型蛇毒金属蛋白酶（snake venom metalloproteases SVMP) AA-ACA-I.该酶经SDS-PAGE测得分子量为 47.6 kD,含有链内二硫键,加DTT处理后,分子量为50.8 kD,中性糖含量为3.5%,具有出血毒性和抗凝血活性.在70℃和pH 9.0条件下保温60 min,该酶会自降解成分子量30 kD左右的新蛋白,降解得到的新蛋白抗凝血活性高于原蛋白     

当归饮片蛋白质的提取与活性分析

当归是传统的补血中药,其所含的多糖与小分子已有大量的研究,然而当归中的蛋白质组成与功效仍无人知晓。该研究通过0.05 mol·L-1 Tris-HCl( pH＝8.0)缓冲液浸提和组织匀浆得到当归饮片粗提液,结合硫酸铵沉淀和透析法去除粗提液中的多糖及还原糖等小分子成分,得到当归饮片总蛋白质,并首次对其组成和生物活性进行了研究。结果表明：当归饮片蛋白含量较高,分子量为17.5~90.7 kDa,其中17.5 kDa的蛋白含量最高,达47％。饮片蛋白在pH 5~11范围内较为稳定,pH为3时,仅余少量17.5 kDa的蛋白。当归饮片蛋白质中至少有3种蛋白在80℃内稳定存在,其中热稳定性最好的是17.5 kDa的蛋白,在热处理温度达到100℃时,仍然稳定存在,但随着处理时间的延长,该蛋白有部分单体发生了交联反应。当归饮片蛋白质具有清除DPPH自由基的能力,且该能力随着热处理温度及热处理时间的增加而增加,pH处理会影响该能力,pH为5.0时,清除能力最高,5.0两侧清除能力均下降。此外,当归饮片蛋白质对细胞有很强的选择性,表现为对正常肝细胞L-02有显著的增殖作用(1.0~4.0 mg·mL-1,P<0.01),对白血病细胞K562则表现出显著的抑制作用(0.5~1.5 mg·mL-1,P<0.01),当归饮片蛋白浓度为1.0 mg·mL-1时,可使L-02细胞增值率达550％(P<0.01),而K562细胞的抑制率达18.3％( P<0.01)。综上所述,当归饮片饮片蛋白具有重要的生物活性,可望从中开发出具有保肝作用的药物蛋白。     

GST-SOD1-R9融合蛋白的表达、纯化、稳定性与跨膜效应

穿膜肽TAT介导的双效抗氧化酶GST(谷胱甘肽巯基转移酶)-TAT-SOD1(Cu,Zn超氧化物歧化酶),可有效清除胞内自由基,其预防氧化损伤的效果强于SOD1-TAT,但前者的跨膜能力不如后者。为增强双效抗氧化酶的跨膜效率,本研究融合了SOD1和穿膜肽R9,合成SOD1-R9全基因序列,并将其插入带有GST的原核表达载体pGEX-4T-1中,成功构建了GST-SOD1-R9融合蛋白表达质粒。然后,将重组质粒pGEX-4T-1-SOD1-R9转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达融合蛋白,通过改变诱导温度和诱导时间,确定了融合蛋白在25℃下表达11 h,可得到高表达量的可溶性GST-SOD1-R9融合蛋白。利用80%硫酸铵沉淀和GST琼脂糖树脂纯化得到纯蛋白,应用SDS-PAGE和酶活性鉴定纯化的蛋白为正确表达的目标蛋白。GST-SOD1-R9融合蛋白的温度和pH稳定性实验结果证实,该蛋白在生理条件下具有良好的SOD和GST活性。细胞跨膜实验结果证明其跨膜能力与GST-TAT-SOD1融合蛋白相比显著增强(P0.05)。这些工作为深入研究GST-SOD1-R9的抗氧化损伤效应建立了基础。     

全长SOD2重组蛋白的可溶表达、纯化、稳定性与跨膜效应

超氧化物歧化酶(SOD)家族是保护细胞免受正常代谢过程中产生的活性氧(ROS)毒性所必需的,含Mn2+离子的超氧化物歧化酶(Mn-SOD,SOD2)是其中最重要的一种。本研究合成了人源SOD2全基因序列,并将其插入带有GST的原核表达载体p GEX-4T-1中,成功构建了GST-SOD2融合蛋白表达质粒。然后,将重组质粒p GEX-4T-1-SOD2转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG在25℃下诱导表达融合蛋白,得到可溶性GST-SOD2融合蛋白,经GST亲和树脂纯化得到比活为1 788 U/mg的纯蛋白,分子量约为46 k Da。利用凝血酶切去GST标签后经肝素亲和柱纯化得到了电泳纯的SOD2重组蛋白,该蛋白分子量约为25 k Da,与SOD2全长序列的理论分子量相符,比活为2 000 U/mg。两种重组SOD2蛋白在生理条件下都具有良好的SOD活性,且都具有显著的跨膜能力(P0.05)。这些工作为深入研究两种全长重组SOD2蛋白的结构与生物效应建立了基础。     

嗜硫色谱分离纯化碱性脂肪酶及其氨基酸序列测定

扩展青霉(Penicillium expansum)FS1884所产生的碱性脂肪酶经硫酸铵沉淀、Sephacryl S-200柱层析后,再经嗜硫色谱(Thiophilic Chromatography)柱层析,被纯化了173．8倍,最终比活为5694．9U／mg。纯化后的脂肪酶达到了SDS-PAGE电泳纯、PAGE电泳纯以及毛细管液相色谱(Capillary Liquid Chromatography)纯。该脂肪酶N-端氨基酸序列测定的结果是：A T A D A A A F P D L H R A A K L S S A,与来自青霉属其它真菌脂肪酶一级结构作了比较。     

蕲蛇蛇毒中一种新型金属蛋白酶AA-MP-I的纯化和表征

本研究通过嗜硫色谱、Sephadex G-75、蓝胶和POROS HQ20离子交换色谱,从蕲蛇蛇毒中分离得到一种新组分AA-MP-I。该酶为分子量22.9kDa的单体蛋白,等电点为5.55,不含中性糖基,N端序列为STE-FQRYMEIVIVVDHSMVK,结果表明其为新型P-I型金属蛋白酶,对温度敏感,具有抗凝血活性,40℃下抗凝血活性最强,具有出血毒性,无磷脂酶A2活性。