重组贻贝粘蛋白的表征及功效评价.pdf
《重组贻贝粘蛋白的表征及功效评价.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《重组贻贝粘蛋白的表征及功效评价.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、生物技术进展生物技术进展 2023 年 第 13 卷 第 4 期 596 603Current Biotechnology ISSN 20952341研究论文研究论文Articles重组贻贝粘蛋白的表征及功效评价李敏,魏文培,乔莎,郝东,周浩,赵硕文,张立峰,侯增淼*西安德诺海思医疗科技有限公司,西安 710000摘要:为了推进重组贻贝粘蛋白在医疗、化妆品领域的应用,对大肠杆菌规模化发酵及纯化生产获得的重组贻贝粘蛋白进行了表征及功效评价。经Edman降解法、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、PITC法、非还原型SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法、凝胶法、改良的Arnow法对重组贻贝粘蛋白进行氨基酸N
2、端测序、相对分子量分析、氨基酸组成分析、蛋白纯度分析、内毒素含量测定、多巴含量测定;通过细胞迁移、斑马鱼尾鳍修复效果对重组贻贝粘蛋白进行功效评价。结果显示,获得的重组贻贝粘蛋白与理论的一级结构一致,蛋白纯度达95%以上,内毒素10 EU mg-1,多巴含量大于5%;重组贻贝粘蛋白浓度为60 g mL-1时能够显著促进细胞增殖的活性(P0.01);斑马鱼尾鳍面积样品组与模型对照组相比极显著增加(P0.001)。研究结果表明,重组贻贝粘蛋白具有显著的促细胞迁移和修复愈合的功效,具备作为生物医学材料的潜质。关键词:贻贝粘蛋白;基因重组;生物材料;表征;功效评价DOI:10.19586/j.20952
3、341.2023.0021 中图分类号:S985.3+1 文献标志码:ACharacterization and Efficacy Evaluation of Recombinant Mussel Adhesive ProteinLI Min,WEI Wenpei,QIAO Sha,HAO Dong,ZHOU Hao,ZHAO Shuowen,ZHANG Lifeng,HOU Zengmiao*Xian DeNovo Hith Medical Technology Co.,Ltd,Xian 710000,ChinaAbstract:In order to promote the applica
4、tion of recombinant mussel adhesive protein in the medical and cosmetics field,the recombinant mussel adhesive protein obtained from scale fermentation and purification of Escherichia coli was characterized and its efficacy was evaluated.Amino acid N-terminal sequencing,relative molecular weight ana
5、lysis,amino acid composition analysis,protein purity analysis,endotoxin content,dihydroxyphenylalanine(DOPA)content of recombinant mussel adhesive protein were determined by the following methods:Edman degradation,matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry(MALDI-TOF
6、-MS),phenyl-isothiocyanate(PITC),nonreductive SDS-polyacrylamide gel electrophoresis(SDS-PAGE),gel method,modified Arnow.The efficacy of recombinant mussel adhesive protein was evaluated by cell migration and repairing effect of zebrafish tail fin.Results showed that the obtained recombinant mussel
7、adhesive protein was confirmed to be consistent with the theoretical primary structure,protein purity of more than 95%,endotoxin 10 EU mg-1,DOPA content above 5%.When the recombinant mussel adhesive protein concentration was 60 g mL-1,the effect of promoting cell proliferation was the most obvious,a
8、nd it had very significant activity(P0.01).The caudal fin area of zebrafish in sample group was significantly increased compared with model control group(P0.001).The results indicated that recombinant mussel adhesive protein can promote cell migration and repair healing and has the potential to be u
9、sed as biomedical materials.Key words:mussel adhesive protein;gene recombination;biological materials;representation;efficacy evaluation贻贝粘蛋白(mussel adhesive protein,MAP)也称作贻贝足丝蛋白(mussel foot protein,Mfps),收稿日期:20230224;接受日期:20230331联系方式:李敏 E-mail:;*通信作者 侯增淼 E-mail:李敏,等:重组贻贝粘蛋白的表征及功效评价是海洋贝类紫贻贝(Mytil
10、us galloprovincalis)、厚壳贻贝(Mytilus coruscus)、翡翠贻贝(Perna viridis)等分泌的一种特殊的蛋白质,贻贝中含有多种贻贝粘蛋白,包括贻贝粘蛋白(Mfp 16)、前胶原蛋白(precollagens)和基质蛋白(matrix proteins)等1。其中,Mfp16多数富含3,4-L-二羟基苯丙氨酸(dihydroxyphenylalanine,DOPA),也称多巴,是一种行使黏附功能的主体蛋白质。其中,Mfp1分子量约为 110 kD,主要分布在贻贝足丝表面,在足丝纤维的胶原蛋白内核外层形成坚硬的保护层,增强了足丝纤维鞘的机械强度和耐性。Mfp
11、2分子量约为45 kD,是斑块特有蛋白,同时也是斑块中最为丰富的蛋白质,半胱氨酸含量较高,主要依靠两端的多巴将其他蛋白分子连接起来,能够稳定整个粘附斑块的结构。Mfp3在足丝斑块中分子量最小,约5.07.5 kD,多巴含量约为20%(物质的量分数),仅次于Mfp5,主要分布在斑块与底物粘结的界面上。Mfp4分子量约79 kD,富含精氨酸、组氨酸、甘氨酸和酪氨酸,位于远端足丝和粘附斑块的连接处,承担足丝向斑块的形态学和力学转化。Mfp5的分子量为11 kD,含有30%(物质的量分数)的多巴,是目前发现的多巴含量最高的足丝蛋白,主要分布在足丝斑块与基质的接触面,被认为是贻贝与外界固体表面起粘附作用
12、的主要蛋白质。Mfp6分子量约11.6 kD,酪氨酸含量很高,与Mfp3、Mfp5共同位于粘附斑块的界面处,为Mfp3、Mfp5中的多巴提供还原环境。而前胶原蛋白以及基质蛋白则多数富含甘氨酸和脯氨酸,主要负责足丝内部的分子交联1-2。虽然这些足丝蛋白分子量跨度很大,但在理化性质上具有一定相似性,并且成熟的足丝蛋白大都含有大量的多巴。多巴对足丝蛋白的粘附功能至关重要,多巴转换为多巴醌并通过氢键与外界基质形成牢固的连接以行使粘附功能3-6。贻贝分泌的这一类足丝蛋白会因海洋中盐度、湿度、pH的变化,使贻贝对不同类型的表面发生粘附以及脱粘附作用。受贻贝足丝蛋白粘附特性的启发,目前部分贻贝足丝蛋白已被应
13、用于医用粘合剂、创面修复等医药领域。目前,获取贻贝粘蛋白最直接的方法就是从贻贝足腺中直接提取天然粘附蛋白成分,但由于贻贝足丝蛋白的分泌量很低,1万个贻贝仅能提取约1 mg粘附蛋白,这种直接提取的粘合剂产品价格昂贵且容易固化,因此制约了其应用范围。基因工程手段是目前获得贻贝粘蛋白的另一有效途径,但是获得的贻贝粘蛋白也存在表达量低和粘附性能不如意的状况。如何获得纯度高、生物安全性好且具备良好粘附性能的贻贝粘蛋白是未来重要的研究方向。Hwang 等7构建了重组杂交贻贝生物胶 fp-151,该蛋白将来源于紫贻贝的足丝蛋白Mfp1和Mfp5 进行融合,在大肠杆菌中表达。该蛋白共196 个氨基酸,其中,第
14、 160 位氨基酸为 6 个Mfp1序列的重复串联,第 61136位氨基酸为 1个 Mfp5 序列,第 137196 位氨基酸为 6 个 Mfp1序列的重复串联。fp-151解决了 Mfp5可溶表达抑制细胞生长以及其纯化后在缓冲液中高度不溶的问题,fp-151在大肠包涵体中产生,不抑制细胞的生长,同时也保留了贻贝的强粘附功能,纯化后的溶解度也显著增强,但未对其功效作用进行进一步评价。本研究对重组贻贝粘蛋白MFP151进行了结构表征,并在促进细胞迁移、修复愈合方面的功效进行了初步评价及原理分析,以期为贻贝粘蛋白的进一步应用提供理论基础。1材料与方法1.1主要仪器凝胶图像分析系统(BG-gdsAU
15、TO520,百晶);电泳仪及电源(北京六一仪器厂);电热鼓风干燥箱(WGL-65B,天津市泰斯特仪器有限公司);紫外可见分光光度计(UV1800,岛津);细胞培养箱(BPN-150CRH,上海一恒);倒置显微镜(IX73,奥林巴斯);离心机(TGL-16,湘仪);酶标仪(TECAN Infinite F50)。1.2主要材料重组贻贝粘蛋白(型号:MFP151,本公司发酵生产,批号:2010C01):共196个氨基酸残基组成。其中,第 160位氨基酸为 Mfp1贻贝粘蛋白特征十肽(AKPSYPPTYK)6重复串联,第61136位氨基酸为Mfp5贻贝粘蛋白序列,第137196位氨基酸为Mfp1贻贝
16、粘蛋白特征十肽(AKPSYPPTYK)6重复串联7。鲎试剂购自博康海洋生物有限公司(批号:1907082,灵敏度为0.25 EU mL-1)。左旋多巴标准品(B2217189,阿拉丁)。实验中所用DEME 高糖完全培养基、PBS 磷酸盐缓冲液(pH 597生物技术进展生物技术进展 Current Biotechnology7.27.4)均由武汉普诺赛生命科技有限公司提供。1.3表征1.3.1N端测序采用Edman降解法测试,由上海中科新生命生物科技有限公司完成。重组贻贝粘蛋白经 SDS-PAGE 电泳(10%预制胶,Invitrogen垂直电泳仪)分离目的条带,通过半干法转印至PVDF膜上,用
17、丽春红染液染色,用纯化水漂洗至条带清晰,根据Marker相对分子量确定目的条带,将目的条带剪下后放置到反应器中,通过PPSQ全自动蛋白多肽测序仪(SHIMADZU)进行15个循环测试。1.3.2分子量测定通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(5800 MALDI-TOF/TOF)对重组贻贝粘蛋白相对分子量进行分析,由上海中科新生命生物科技有限公司完成。1.3.3氨基酸组成分析使用6 mol L-1盐酸将重组贻贝粘蛋白样品酸水解为游离氨基酸,用异硫氰酸苯酯(phenyl isothiocyanate,PITC)法对游离氨基酸进行衍生化处理之后,使用高效液相色谱对衍生化的氨基酸样品进行分析,根据外
18、标法计算确定样品中氨基酸组成的摩尔百分比,由上海中科新生命生物科技有限公司完成。1.3.4纯度(电泳法)分析纯度测定按照 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行。将重组贻贝粘蛋白配制成蛋白含量为 1 mg mL-1的溶液,同时配制0.01 mg mL-1重组贻贝粘蛋白作为灵敏度对照溶液。分别与4非还原型蛋白上样缓冲液(三羟甲基氨基甲烷3.03 g,溴酚蓝0.020 g,十二烷基硫酸钠8.0 g,甘油40 mL,加水溶解并稀释至约80 mL,用盐酸调节pH至6.8,加水定容至100 mL)以3 1的比例混合后,煮沸5 min,室温冷却后2 000 r min-1离心20 s。采用5%浓缩胶、15%分离
19、胶恒压模式电泳,初始电压80 V,进入分离胶后调至120 V,直至电泳结束。电泳结束后以考马斯亮蓝R250进行染色,脱色至背景透明,使用 Gel-Pro Analyzer 4.0进行纯度分析。1.3.5内毒素测定按照细菌内毒素检查法测定内毒素含量8,每l mg样品中内毒素的量应小于10 EU。称取0.050 g重组贻贝粘蛋白于无热源试管中,加入10 mL细菌内毒素检查用水配置成浓度为5 mg mL-1的溶液,同时配制对照溶液:2/检查用水(为鲎试剂的标示灵敏度,单位为EU mL-1):取细菌内毒素工作标准品1支,用内毒素检查用水溶解并稀释致含内毒素为 2 的标准品溶液。2/供试品溶液:用 10
20、 mL 2/检查用水溶液溶解重组贻贝粘蛋白0.05 g配制即得。无内毒素/检查用水。所有样品均配制2管,进行内毒素测定。1.3.6多巴含量测定多巴含量测定按照YY/T 1293.6-2020中多巴含量试验进行9。多巴标准曲线制备:左旋多巴标准品20 mg,用0.012 mol L-1盐酸溶解定容到100 mL,分别取0、0.1、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL于10 mL容量瓶中,用0.012 mol L-1盐酸稀释定容至刻度,摇匀即得多巴浓度为:0、2、10、20、30、40、50、60 g mL-1系列标准溶液。称取0.025 g重组贻贝粘蛋白,用0.012 mol L
21、-1盐酸溶解定容到50 mL,即得浓度为0.5 mg mL-1重组贻贝粘蛋白溶液。分别取系列标准溶液和重组贻贝粘蛋白溶液各 1 mL 置于试管中,向每支试管中加入 0.5 mL 0.516 mol L-1盐酸,然后每管中依次加入 1.5 mL亚硝酸试剂;5 min后加入 2 mL 1 mol L-1氢氧化钠摇匀,在500 nm波长下测定吸光度。用Origin 9.0软件进行数据分析,以多巴浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标制作标准曲线,再根据测得的样品溶液的吸光度值计算出样品的多巴含量W。W(%)=Ci 50M 1000 100%(1)式中,W为供试品中多巴的百分含量;Ci为标准曲线中计算出的样品
22、测定液中多巴浓度,单位为g mL-1;M为重组贻贝粘蛋白称样量,单位为mg。1.4功效评价1.4.1细胞迁移采用细胞划痕实验来评价重组贻贝粘蛋白对人包皮成纤维细胞 HFF-1(CL-0352,武汉普诺赛生命科技有限公司)细胞迁移率的影响。铺板:将 2106个细胞数接入 6 孔板中,培养24 h(可调节)后用枪头划线,加入PBS缓冲液清洗细胞3次。随后加入含不同浓度梯度的贻贝粘蛋白DEME培养基培养,分别为50、60、200、500、900 g mL-1,同时设置DEME培养基为空白对照。培养 0、6、20、28 h在显微镜下拍照。用Image J分析细胞划痕面积,并按照式(2)计算细胞迁移速率
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 重组 贻贝 蛋白 表征 功效 评价
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。