重组贻贝足蛋白的研究进展与应用*

贻贝足蛋白是一类通过贻贝足腺分泌的蛋白质复合物,与基质表面发生反应而产生极强的黏附作用。其在海洋环境中具有强黏附能力、可降解性和优秀的生物相容性等优点,因此常被用做生物医药黏合剂。但提取天然蛋白质受原料来源限制,且工艺烦琐导致价格高昂,阻碍了贻贝足蛋白的进一步应用发展。微生物合成的最新进展为贻贝足蛋白的产出提供了一种新思路,并且具有扩大规模生产的意义。主要综述了贻贝足蛋白的基因工程生产方法,总结了重组蛋白在黏附抗污涂层、组织工程材料等领域的应用现状。同时对其研究方向进行了展望,指出重组贻贝足蛋白的进一步发展的关键技术是解析蛋白质的构效和层级结构,在此基础上提高其异源表达水平,以获得更多生物功效性的衍生产品。     

重组贻贝足蛋白的研究进展与应用*

贻贝足蛋白是一类通过贻贝足腺分泌的蛋白质复合物,与基质表面发生反应而产生极强的黏附作用。其在海洋环境中具有强黏附能力、可降解性和优秀的生物相容性等优点,因此常被用做生物医药黏合剂。但提取天然蛋白质受原料来源限制,且工艺烦琐导致价格高昂,阻碍了贻贝足蛋白的进一步应用发展。微生物合成的最新进展为贻贝足蛋白的产出提供了一种新思路,并且具有扩大规模生产的意义。主要综述了贻贝足蛋白的基因工程生产方法,总结了重组蛋白在黏附抗污涂层、组织工程材料等领域的应用现状。同时对其研究方向进行了展望,指出重组贻贝足蛋白的进一步发展的关键技术是解析蛋白质的构效和层级结构,在此基础上提高其异源表达水平,以获得更多生物功效性的衍生产品。     

厚壳贻贝低分子量足丝蛋白的初步鉴定(英文)

足丝蛋白是贻贝科(Mytilidae)所特有一种在水环境中也能表现出强黏附功能的蛋白,也是目前开发新型生物黏附剂的主要候选分子。厚壳贻贝(Mytilus coruscus)广泛分布于我国东部沿海,是我国具有重要经济价值的贻贝,其足丝粗硬,黏附力强,关于厚壳贻贝的足丝蛋白的研究目前尚未见报道。通过醋酸抽提结合反相高效液相色谱分离,从厚壳贻贝足丝盘中分离纯化到数种低分子量足丝蛋白,经质谱鉴定和氨基酸序列测定,其中三种足丝蛋白(分子量6 kD左右)属于贻贝足丝蛋白-3(mytilus foot protein-3,mfp-3)家族,且序列中富含DOPA,另有三种足丝蛋白为未知新型足丝蛋白。石英晶体微天平分析表明,厚壳贻贝低分子量足丝蛋白在金表面有较强的吸附能力,这与其黏附功能是直接相关的。以上工作为深入了解厚壳贻贝低分子量足丝蛋白的分子多样性以及黏附机制奠定了基础。     

厚壳贻贝足丝黏附蛋白mfp-3的重组表达及黏附功能分析

厚壳贻贝（Mytilus coruscus）中富含各种黏附蛋白分子,其中贻贝足丝蛋白3（mussel foot protein-3, mfp-3）是贻贝用以与外界基质进行黏附的主要蛋白分子.贻贝足丝中天然的mfp-3的含量低,水溶性差,因此纯化困难.本文以厚壳贻贝足丝蛋白mfp-3的cDNA序列为目的基因,用PCR法扩增Mfp-3基因,并成功构建含有多聚组氨酸标签的重组mfp-3原核表达载体pET-21a/ Mfp-3.经IPTG（isopropylthio-β-D-galactoside）诱导表达出重组蛋白,利用亲和层析和反相高效液相色谱分离纯化,获得分子量为9.18 kD的重组蛋白.经酪氨酸酶催化、玻璃包被和石英晶体微天平（quartz crystal microbalance,QCM）分析.结果表明,重组厚壳贻贝mfp-3蛋白经酪氨酸酶催化后,L-3,4-二羟基苯丙氨酸(即多巴,L-3,4- dihydroxyphenylalanine, DOPA) 含量较高并且具有较好的黏附性能.上述研究为开发以mfp-3黏附蛋白为来源的生物粘合剂奠定了良好的基础.     

重组贻贝黏蛋白Mgfp-5的表达及功能评价

贻贝(Mytilus)中富含各种黏附蛋白,其中贻贝足丝蛋白5(Mytilus galloprovincialis foot protein type 5,Mgfp-5)是贻贝与外界基质进行黏附的主要蛋白分子之一。贻贝黏蛋白天然提取时产量低、易凝固且纯化困难,通过化学合成和基因工程等方法重组贻贝黏蛋白解决该问题。本研究在E.coli BL21(DE3)中表达了贻贝蛋白Mgfp-5,亲和层析纯化到Mgfp-5蛋白的含量为12.25%,纯度为96.92%;酪氨酸酶修饰Mgfp-5后,其DOPA(多巴,3,4-二羟基苯丙氨酸)含量为9.60 pmol/g,是修饰前的9.32倍,生物黏性增强到1 116 n N,是Cell-Tak TM黏性的1.60倍;3.0μg/cm2的Mgfp-5蛋白的毒性级别为1级;Mgfp-5浓度≤20μg/m L时对红细胞无溶血现象,具有生物安全性。本研究可为重组Mgfp-5蛋白研究奠定基础,同时为来源于Mgfp-5黏蛋白的临床生物黏合剂的研制提供参考。     

VEGF通过调节黏着斑促进间充质干细胞的黏附及铺展

间充质干细胞（mesenchymalstemcells,MSCs）具有多向分化潜能并能在体外趋化剂或细胞因子的作用下进行定向迁移,体内移植后可趋向迁移至脑瘤病灶区。细胞黏附是细胞迁移的首要条件,了解细胞黏附及其调控有助于细胞迁移机制的研究。细胞黏附及铺展涉及到黏着斑（f0－caladhesions,FAs）的动态变化以及细胞骨架的重排。细胞铺展面积在黏附过程中逐渐增大,黏附初期形成的小的黏着复合物逐渐成熟,聚集在一起形成较大的FAs。肌动蛋白（F—actin）聚集形成的螺线圈样微丝结构逐渐被应力纤维代替,细胞也由圆形变为具有极性的梭形或多角形。黏着斑激酶（focal adhesion kinase,FAK）和桩蛋白（paxillin）具有调节FAs聚合及骨架重排的作用,其中,Y397－FAK和Y31／Y118－paxillin的磷酸化活性在细胞铺展过程中不断变化。FAs组装时,Y397－FAK的磷酸化活性升高;FAs成熟后,Y397．FAK的磷酸化活性下降。活化的FAK能够磷酸4LY31／Y118-paxillin,激活paxillin参与调节细胞骨架的形成和排列。血管内皮生长因子（vascular endothelial growthfactor,VEGF）诱导~SMSCs黏附过程中,细胞面积变大,完全铺展的时间缩短,黏着斑及细胞骨架的形成均提前。另外,VEGF诱导的细胞铺展过程中形成的FAs形态细长,数量较多。该研究表明,VEGF通过调节黏着斑和细胞骨架促L~MSCs的黏附与铺展,提示vEGF可以通过调节黏着斑进而调控MSCs的定向迁移,为细胞迁移行为的研究提供理论基础。     

海洋贻贝粘附蛋白类的结构与功能

海洋贻贝粘附蛋白具有高强度、高韧性和防水性,以及极强的黏附基体的功能,这与其特殊的分子结构、多巴(DOPA)介导的链间交联和与底材之间的相互作用方式有关,并且,它还具有很好的生物相容性和可降解性,是一类极具优势和潜力的生物胶黏剂.本文主要就粘附蛋白分子的结构和功能、粘附蛋白的粘附机理以及有关粘附蛋白生物粘剂等问题对其进行综述     

整合素β3亚单位胞内区在骨桥蛋白诱导血管平滑肌细胞黏附和迁移中的作用

为阐明整合素β3亚单位胞内区及其不同保守序列在骨桥蛋白（OPN）诱导血管平滑肌细胞（VSMC）黏附和迁移中所起的作用, 构建了整合素β3亚单位胞内区肽段真核表达载体（p-EGFP-C3-β3CD）, 并人工合成了含有β3亚单位胞内区不同保守序列（NXXY）的寡肽（肽-747和肽-759）, 通过导入VSMC, 观察它们对OPN诱导VSMC黏附和迁移的影响.结果显示, 整合素β3胞内区在VSMC中强制性表达可使细胞在OPN上的黏附和迁移明显下降（分别为对照组的34.3%和31.7%）,导入肽-747、肽-759和肽-747+肽-759均可显著抑制VSMC的黏附和迁移, 其中肽-747+肽-759的作用更强(分别为对照组的36.4%和31.1%). 免疫荧光结果显示, 在转染p-EGFP-C3-β3-CD或肽-747+肽-759的VSMC中, 黏着斑蛋白的磷酸化水平降低, 黏着斑形成明显减少.研究结果表明, 整合素β3亚单位胞内区及其NXXY保守序列在黏着斑相关蛋白募集、黏着斑形成及VSMC黏附和迁移方面发挥重要作用.     

厚壳贻贝Mytilus coruscus足丝盘及足丝的多巴分析

多巴(3,4-1-dihydroxyphenylalanine,DOPA)是贻贝足丝粘附蛋白中的一种特殊的氨基酸,由酪氨酸经羟化后生成,与贻贝足丝粘附蛋白的强粘附性能具有直接联系.目前,已鉴定的多种贻贝足丝蛋白序列中均发现有不同含量的DOPA存在.蛋白中DOPA的定量检测对于了解DOPA在蛋白粘附中的作用以及粘附蛋白的...     

利用蛋白质组学手段鉴定新型贻贝足丝蛋白

贻贝通过足腺分泌特有的足丝并以此粘附于水下各种基质表面.贻贝足丝中富含各种粘附蛋白,其优异的水下粘附性能使其成为开发新型生物粘合剂的候选分子.厚壳贻贝足丝粘附能力强,本文采用尿素及盐酸胍抽提结合二维双向电泳技术（two-dimensional electrophoresis, 2-DE）,分别对厚壳贻贝足丝纤维和足丝盘的蛋白质进行分离及染色;采用串联质谱技术结合常规搜库和表达序列标签（EST) 数据库搜索,对分离获得的蛋白质点进行鉴定,从中获得了mfp-3、mfp-6、胶原蛋白以及3种未曾报道过的新型贻贝足丝蛋白成分.上述研究为深入了解厚壳贻贝足丝蛋白的分子多样性、探讨其粘附机理以及从中筛选具有应用前景的贻贝足丝蛋白奠定了基础.