重组标签蛋白在蛋白质纯化中的研究进展

重组蛋白的表达纯化是研究蛋白质结构与功能的重要环节之一,表达重组蛋白宿主细胞的监测筛选和重组蛋白低水平可溶性表达、低回收率以及不稳定易水解等问题一直是蛋白质高通量纯化工艺中的难题。近年来,将多肽或蛋白质作为标签,与目标蛋白共表达的方法已经很大程度地解决了这一问题。因此,针对不同特性的蛋白质选择合适的标签纯化策略在重组蛋白纯化研究中是相当关键的环节。本文回顾了几种传统标签蛋白的研究概况(His-tag,Arg-tag,Flag-tag,GST-tag,MBP-tag等),着重对近年来新开发的了几种标签蛋白(Si-tag,Halo-tag,Intein-CBD-tag,ELPs-tag等)进行了深入探讨,并对新标签蛋白在蛋白质纯化中的应用前景作以展望。     

人类肠道病毒68型3A蛋白可溶区的表达及其结构初步研究

为了解人类肠道病毒68型3A蛋白可溶区的结构,本研究构建了EV-D68 3A蛋白可溶区的原核表达载体,在大肠杆菌中表达、纯化并对其结构进行了初步研究。首先,采用PCR的方法扩增EV-D68 3A(1~61)基因片段,克隆至原核表达载体pET-28a-His-SUMO中,转化进入BL21(DE3)感受态细胞,诱导表达出His-SUMO-3A(1~61)融合蛋白。经Ni-NTA树脂亲和层析初步纯化后得到大量融合蛋白,利用ULP酶酶切去除His-SUMO标签,通过Ni-NTA树脂亲和层析、阴离子交换层析柱、分子筛层析等方法分离标签并进一步纯化目的蛋白。最后通过化学交联反应检测目的蛋白的多聚化状态。结果显示,利用pET28a-His-SUMO-3A(1~61)原核表达载体能够在大肠杆菌中成功表达出大量可溶性的融合蛋白;经过多步纯化方法得到了大量高纯度的目的蛋白,平均每升大肠杆菌可得到约5mg目的蛋白,纯度达95%以上;通过化学交联反应证明了该蛋白的多聚化存在形式。本研究成功建立了EV-D68 3A蛋白可溶区的表达和纯化系统,为进一步获得3A蛋白晶体、研究3A蛋白功能以及设计以3A为靶点的抗病毒药物奠定了基础。     

高效原核表达载体pBV220的改造与应用

以高效原核表达载体 pBV220为骨架载体,应用单链寡核苷酸引物插入法在pBV220多克隆位点的下游插入了六聚组氨酸融合标签编码序列(6×His-Tag)、羟胺和凝血酶蛋白切割位点, 并增加了Xho I和Kpn I酶切位点和强终止密码子TAA, 将此新质粒命名为 pBV223。以此载体表达的目的蛋白在羧基端(C端)带有六聚组氨酸尾以利于通过固定化金属亲和层析快速纯化目的蛋白, 酶切及核苷酸序列分析验证了我们的设计。将终止密码缺失突变的nm23-H1 cDNA克隆入pBV223载体中, 在大肠杆菌DH5a中成功地表达了Nm23-H1蛋白, 通过镍(Ni)亲和层析一步即简单、快速地得到了纯化蛋白。我们所应用的单链寡核苷酸引物插入直接进行定向克隆的方法是目前为止最简便的方法。     

IMPACT-TWIN蛋白纯化系统的机制及其应用

IMPACT-TWIN系统是一种新型的蛋白融合表达及纯化系统,已被应用到蛋白质工程的众多领域。此系统中目的蛋白与蛋白自剪接元件intein及几丁质结合蛋白域CBD构成融合蛋白,利用几丁质亲和层析柱,通过诱导内含肽的肽键裂解活性,使目的蛋白释放出来,而内含肽与几丁质结合蛋白仍结合在几丁质介质上,实现了单柱分离纯化蛋白。本文主要阐述了IMPACT-TWIN蛋白表达纯化系统的机制、特点,以及其在蛋白表达纯化方面应用的最新进展。     

6His-VP3融合蛋白的表达、纯化及其捕获细胞中相关蛋白的初步探讨

目的 研究人肝癌细胞HepG2与人胎肝细胞L-02中与VP3蛋白相互作用的蛋白组分,以探讨VP3特异性诱导肿瘤细胞凋亡的机制。方法 采用PCR方法克隆vp3的DNA片段,将其插入质粒pET-28a（＋）构建含6个组氨酸标签6His-VP3融合蛋白的原核表达载体。利用亲和层析技术制备纯化的6His-VP3融合蛋白作为诱饵,分别从肿瘤细胞HepG2及正常细胞L-02的总蛋白中,通过pull-down技术捕获与VP3相互作用的特异性蛋白质组分。结果获得了高纯度的6His-VP3融合蛋白;以其作为诱饵从HepG2细胞和L-02细胞中捕获到的与VP3作用的相关蛋白质组分存在差异。结论 肿瘤细胞HepG2及正常细胞L-02中,与VP3作用蛋白的差异与其在不同细胞中的生物学行为相对应。     

多肽融合标签的移除策略

多肽融合标签能够赋予目标蛋白新的特性,便于目标蛋白的定位、追踪、纯化以及结构和相互作用研究．但在很多情况下,尤其是研究蛋白质结构或分离纯化药用蛋白时,需要将多肽融合标签从融合蛋白上切除,以降低和消除多肽融合标签对目标蛋白结构和功能的影响．可用来切除多肽融合标签的方法主要有4种,即化学法、内切蛋白酶法、外切蛋白酶法以及自我剪切法．介绍和比较了每种方法的基本原理、应用以及研究进展．     

亲和标签在重组蛋白表达与纯化中的应用

亲和标签融合技术为重组蛋白的纯化提供了一种简单方便的纯化工具,具有结合特异性高、洗脱条件温和、通用性强、纯化倍数高等显著优点。概述了亲和标签对融合蛋白表达的影响,可以提高重组蛋白的产量,增强重组蛋白的可溶性,促进重组蛋白的正确折叠;回顾了在重组蛋白表达与纯化中广泛使用的几种亲和标签,以及近年来相继出现的几种比较新颖的纯化标签;介绍了亲和标签的组合使用策略,His6-MBP组合标签集合了两个标签的优点,串联亲和纯化可以纯化获得生理条件下的蛋白质复合体;展望了亲和标签未来的发展趋势,认为仍需继续开发性能更加优越、纯化效果更加显著的纯化标签系统。     

一种从大肠杆菌包涵体中分离纯化GST-TRAF6融合蛋白的方法

利用8 mol/L尿素溶液对表达在大肠杆菌包涵体中的GST-TRAF6融合蛋白进行变性,通过逐级稀释复性的方法对尿素溶解后的GST-TRAF6融合蛋白进行复性,将复性后的GST-TRAF6融合蛋白进一步利用谷胱甘肽琼脂糖树脂亲和层析的方法进行分离纯化,将分离纯化后的蛋白通过Western blot方法进行验证,最后利用体外泛素化反应检测经包涵体变性、复性和纯化后的GST-TRAF6融合蛋白的生物学活性。经过包涵体变性、梯度稀释复性和谷胱甘肽琼脂糖树脂亲和层析3个步骤后纯化得到纯度达90%以上、浓度为396 ng/μL的蛋白质溶液。利用GST蛋白作为对照,经Western blot验证表明,纯化得到的蛋白确为GSTTRAF6融合蛋白。进一步利用体外泛素化反应分析其泛素连接酶活性发现,17 ng/μL浓度的GST-TRAF6融合蛋白能够以泛素分子作为底物在5 min内快速催化自由泛素链的生成。结果表明,表达在大肠杆菌包涵体中的GST-TRAF6融合蛋白经尿素变性溶解后能够成功复性并分离纯化,在溶解性改变的同时恢复了其泛素连接酶活性。为从大肠杆菌包涵体中大规模分离纯化蛋白质提供了一种新的复性方法。     

一种带有组氨酸标签的新型表达载体的构建及应用

目的:利用基因重组技术,对已有载体pSE380进行改造,获得具有组氨酸标签的新型表达载体.方法:以pSE380载体为出发材料,通过一步反向PCR技术在多克隆位点处添加一个六聚组氨酸纯化标签,并用该载体对xdh外源基因进行克隆表达及纯化验证.结果:测序结果显示该标签已成功插入,xdh基因克隆表达及纯化表明,镍柱亲和层析完全可以将重组的表达蛋白纯化,并达到电泳纯级别.融合标签并没有影响的该重组酶的功能.结论:通过一步反向PCR技术成功地获得了改造psE380载体,该技术为载体的相关改造提供了一种方便可行的方法.     

乙型肝炎病毒DNA聚合酶反式调节蛋白HBVDNAPTP1的表达、纯化与初步鉴定

目的构建HBVDNAPTP1基因的原核表达载体,诱导其在大肠埃希菌中表达,并对融合蛋白进行纯化。方法利用逆转录-PCR获得乙型肝炎病毒(HBV)DNA聚合酶(Polymerase)反式调节人类新基因HBVD-NAPTP1,测序正确后插入至原核表达载体pET-32a(+)中,转化BL21(DE3)宿主菌进行诱导,并利用组氨酸亲和层析方法对融合蛋白进行纯化。结果 HBVDNAPTP1原核表达载体转化宿主菌后,经0.5 mmol/L IPTG、30℃诱导5 h获得了分子量约为31 kD的HBVDNAPTP1融合蛋白的优化表达,Western blotting证实融合蛋白的特异性。亲和层析纯化后得到较纯的HBVDNAPTP1融合蛋白,每升培养菌液中可获得2.24 mg的纯化蛋白。结论成功获得纯化的HBVDNAPTP1融合蛋白,为今后开展HBVDNAPTP1的生物学功能研究奠定了物质基础。