CN102212128A - 肠三叶因子受体的分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属蛋白分离纯化领域,涉及肠三叶因子的受体的分离方法,包括:含有肠三叶因子的固相载体的制备、肠三叶因子及其受体复合物的制备及肠三叶因子受体的获得;本方法以重组表达的带有标签的肠三叶因子融合蛋白为配体,利用标签与层析柱的高亲和力使配体蛋白挂在层析柱上,利用配体和受体的亲和力捕获细胞提取物中的肠三叶因子受体蛋白,经逐级洗脱后收集洗脱液,浓缩、纯化,获得了较高纯度的肠三叶因子受体,该受体蛋白具有与肠三叶因子特异性结合的特点;该方法操作简便,重现性好,获得的肠三叶因子受体特异性强;保持了原有蛋白的生物活性以及抗原性,比现有的从组织中提取蛋白的方法省时省力,容易获取高产量目的蛋白,同时成本低廉。
Description
技术领域
本发明蛋白分离纯化领域,特别涉及肠三叶因子的受体的分离方法。
背景技术
肠三叶因子(intestinal trefoil factor,ITF)是由肠道杯状细胞特异分泌的具有特殊“三叶草型结构”空间结构的小分子多肽,能促进肠上皮细胞的增殖、移行和修复重建,和粘蛋白形成稳定的凝胶复合物,稳定肠粘液层。此外,肠三叶因子具有蛋白酶水解抗性和酸碱稳定性,可减轻多种致伤因子造成的消化道损害,是目前公认的胃肠道超级保护因子。肠三叶因子一直未被开发成为一种治疗胃肠损伤的治疗药物,除了工艺上的难点意外,最主要的是其安全性存在争议,即它具有促进肿瘤细胞增殖和移行的特点,在胃肠肿瘤患者中肠三叶因子高表达是恶性程度较高的表现,患者预后一般较差。因此,对肠三叶因子药物的研究必须寻找新的途径。
生长因子一般通过其受体传递胞外信号,发挥生物学活性。因此,对其受体的研究就显得尤为重要,肠三叶因子的生物活性也是通过其受体发挥作用的,针对不同疾病和不同的治疗目的对肠三叶因子受体进行相应的调控能达到较好的疗效。比如在各种原因导致的胃肠粘膜损害疾病的治疗中,希望发挥肠三叶因子促进粘膜修复的作用,可以对其受体进行正性调控,即提高肠三叶因子受体活性,或增强其与肠三叶因子的结合能力,达到增强肠三叶因子促进细胞增殖和移行以修复受损粘膜的作用。相反,在肿瘤的治疗中,希望降低肠三叶因子促进肿瘤增殖和转移的作用,可以通过对其受体进行负性调控,即降低肠三叶因子受体活性,或抑制其与肠三叶因子的结合能力,达到减弱肠三叶因子促进肿瘤细胞增殖和转移的作用。因此,无论在抗胃肠粘膜损伤药物还是在肿瘤治疗药物方面,对肠三叶因子受体的研究都显得十分重要。肠三叶因子受体激动剂或抑制剂有望成为两类重要的治疗药物应用于临床治疗,但其前提是对肠三叶因子受体要有充分的认识,在这方面目前的研究还不够深入。
肠三叶因子受体由于是膜受体,其分离、纯化和鉴定都比较困难,这是导致目前该领域研究进展缓慢的重要原因,肠三叶因子受体的获取是对其进行研究的基础,申请人对肠三叶因子受体进行了深入研究,找到了有效的分离和鉴定方法。受体的研究技术主要还是经典的放射性配体-受体结合,配体-受体结合动力学分析,近年来研究受体及蛋白质与蛋白质之间的相互作用的研究技术也发展起来。如酵母双杂交、免疫共沉淀、Pull-down技术、荧光共振能量转移等等。
经典的放射性配体-受体结合仅仅只能够的到配体与受体之间的相互作用的间接数据,而仅仅证明有受体的存在而不能分离得到未知的受体。免疫组织化学方法或是免疫荧光检查虽然可以直观的看见受体的定位,却也是不能分离得到受体。酵母双杂交通过构建带有DNA结合域(DNA Bindding domain,BD)诱饵质粒和DNA激活区域(activity domain,AD)的猎物质粒,表达含有BD的蛋白X和含有AD的蛋白Y,同过X与Y的相互作用启动酵母菌自身的蛋白表达,从而确定X与Y 的相互作用。并可以获得感兴趣的基因全长cDNA序列。但是存在有较多的假阳性结果,导致结果的不确定性的存在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种肠三叶因子受体的分离方法,该方法操作简便,重现性好,分离所得肠三叶因子受体特异性好。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
1.肠三叶因子受体的亲和层析分离方法,具体包括以下步骤:
A、含有肠三叶因子的固相载体的制备
将带有生物标签的肠三叶因子融合蛋白为配体同亲和层析柱结合,得含有肠三叶因子的固相载体,所述生物标签为多聚组氨酸标签、谷胱甘肽硫转酶标签、麦芽糖结合蛋白标签、金黄色葡萄球菌蛋白A标签 、多聚精氨酸标签、多聚半胱氨酸标签、多聚苯丙氨酸标签、钙调蛋白结合肽标签 、纤维素结合域 标签、几丁质结合域标签、Flag-标签、c-Myc标签、Protein-C标签、HA-标签、生物素标签、DsbA标签, HAT标签、NusA标签、 Stag标签和SBP标签中的任一种;
B、肠三叶因子及其受体复合物的制备
将肠道上皮细胞的细胞膜组分同步骤A所得含有肠三叶因子的固相载体孵育结合,再用洗脱液洗脱,收集洗脱液,所述洗脱液中含有肠三叶因子-肠三叶因子受体复合物;
C、肠三叶因子受体的获得
用聚丙烯酰胺凝胶电泳,高效液相色谱法或双向电泳法分离步骤B所得肠三叶因子及其受体复合物中的肠三叶因子和肠三叶因子受体,收集肠三叶因子受体。
2.根据1所述的肠三叶因子受体的亲和层析分离方法,步骤A中所述亲和层析柱的基质材料为镍琼脂糖凝胶、重组蛋白A琼脂糖凝胶、重组蛋白G琼脂糖凝胶、GST琼脂糖凝胶、Amylose琼脂糖凝胶、精氨酸琼脂糖凝胶、赖氨酸琼脂糖凝胶、明胶琼脂糖凝胶、IgG琼脂糖凝胶和几丁质树脂中的任一种;
3.进一步,步骤B中所述洗脱液为咪唑、10-20mM还原型谷胱甘肽、麦芽糖、EDTA、DTT、乙二醇、EGTA 、盐酸胍或脲、巯基乙醇或半胱氨酸中的任一种;
4、进一步,步骤A中,将转化的含肠三叶因子成熟肽cDNA序列的酵母X-33菌株阳性转化子接种于YPD液体培养基中表达,表达产物上清经硫酸铵分级沉淀、Ni-NTA亲和层析及超滤离心,得带有生物标签的肠三叶因子融合蛋白,将其作为配体同镍琼脂糖凝胶亲和层析柱结合不少于30分钟,得含有肠三叶因子的固相载体;
5、进一步,步骤B中,将肠道上皮细胞加入步骤A所得含有肠三叶因子的固相载体中,翻转混匀,4℃孵育2小时, 以40mmol/L 咪唑的结合缓冲溶液洗涤2-3次,收集并合并洗涤液,所述洗涤液在12000r/min、4℃条件下离心5分钟,收集沉淀,所述沉淀为肠三叶因子及其受体复合物;
6、进一步,,步骤C中,用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离步骤B所得肠三叶因子及其受体复合物中的肠三叶因子和肠三叶因子受体,收集肠三叶因子受体。
有益效果:本方法以重组表达的带有标签的肠三叶因子融合蛋白为配体,利用标签与层析柱的高亲和力使配体蛋白挂在层析柱上,利用配体和受体的亲和力捕获细胞提取物中的肠三叶因子受体蛋白,经逐级洗脱后收集洗脱液,浓缩、纯化,获得了较高纯度的肠三叶因子受体,该受体蛋白具有与肠三叶因子特异性结合的特点;该方法操作简便,重现性好,获得的肠三叶因子受体特异性强;该方法保持了原有蛋白的生物活性以及抗原性,比现有的从组织中提取蛋白的方法省时省力,目的蛋白容易获取,产量较高,同时生产成本低廉。
附图说明
图1为含组氨酸标签ITF重组融合蛋白亲和层析法所获受体实验结果SDS-PAGE分析,其中ITF为肠三叶因子的缩写,M:分子量marker;1:10mmol/L咪唑ITF与膜蛋白结合物滤出液;2:20mmol/L咪唑ITF与膜蛋白结合物滤出液;3: 250mmol/L咪唑ITF与膜蛋白结合物滤出液;4: 10mmol/L咪唑ITF滤出液;5:20mmol/L咪唑ITF滤出液;6:250mmol/L咪唑ITF滤出液;7:10mmol/L咪唑膜蛋白滤出液;8:20mmol/L咪唑膜蛋白滤出液;9:250mmol/L咪唑膜蛋白滤出液;
图2为所获蛋白PDZD2的二级质谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
以下将参照附图,对本发明的优选实施例进行详细描述。优选实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,例如分子克隆实验指南(第三版,J.萨姆布鲁克等著,黄培堂等译,科学出版社,2002年)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件进行。
亲和层析
生物分子间存在很多特异性的相互作用,它们之间都能够专一而可逆的结合,这种结合力就称为亲和力。亲和层析的分离原理是通过将具有亲和力的两个分子中一个固定在不溶性基质上,利用分子间亲和力的特异性和可逆性,对另一个分子进行分离纯化。被固定在基质上的分子称为配体,配体和基质是共价结合的,构成亲和层析的固定相,称为亲和吸附剂。亲和层析时首先选择与待分离的生物大分子有亲和力物质作为配体,并将配体共价结合在适当的不溶性基质上。
将制备的亲和吸附剂装柱平衡,当样品溶液通过亲和层析柱的时候,待分离的生物分子就与配体发生特异性的结合,从而留在固定相上;而其它杂质不能与配体结合,仍在流动相中,并随洗脱液流出,这样层析柱中就只有待分离的生物分子。通过适当的洗脱液将其从配体上洗脱下来,就得到了纯化的待分离物质。
亲和吸附剂的选择必须满足下述条件:1、具有较好的物理化学稳定性;2、能够和配体稳定的结合;3、基质的结构应是均匀的多孔网状结构,以使被分离的生物分子能够均匀、稳定的通透,并充分与配体结合;4、基质本身与样品中的各个组分均没有明显的非特异性吸附,不影响配体与待分离物的结合。镍琼脂糖凝胶、重组蛋白A琼脂糖凝胶、重组蛋白G琼脂糖凝胶、GST琼脂糖凝胶、Amylose琼脂糖凝胶、精氨酸琼脂糖凝胶、赖氨酸琼脂糖凝胶、明胶琼脂糖凝胶、IgG琼脂糖凝胶和几丁质树脂均可满足上述条件。
亲和层析洗脱液的原理分两类:1、利用洗脱液中的物质与待分离物质或与配体的亲和特性而将待分离物质从亲和吸附剂上洗脱下来;2、通过改变洗脱缓冲液pH、离子强度、温度等条件,降低待分离物质与配体的亲和力而将待分离物质洗脱下来。咪唑、10-20mM还原型谷胱甘肽、麦芽糖、低pH溶液、EDTA、高盐溶液、DTT、乙二醇、EGTA 、盐酸胍或脲、巯基乙醇或半胱氨酸均可实现洗脱的功能。
生物标签
融合蛋白的生物标签必须满足2个条件:1、与层析柱的高亲和力进而使配体蛋白挂在层析柱上;2、与肠三叶因子形成肠三叶因子融合蛋白,不影响肠三叶因子的天然构象。多聚组氨酸标签、谷胱甘肽硫转酶标签、麦芽糖结合蛋白标签、金黄色葡萄球菌蛋白A标签 、多聚精氨酸标签、多聚半胱氨酸标签、多聚苯丙氨酸标签、钙调蛋白结合肽标签 、纤维素结合域 标签、几丁质结合域标签、Flag-标签、c-Myc标签、Protein-C标签、HA-标签、生物素标签、DsbA标签, HAT标签、NusA标签、 Stag标签或SBP标签均满足上述条件。
实施例1 带有生物标签的肠三叶因子融合蛋白
将成功转化的含肠三叶因子成熟肽cDNA序列的酵母X-33菌株实验室前期已制备保存,也可采用申请号为200510057295.7的中国发明专利的方法制备)进行zeocin筛选,将阳性转化子接种于YPD液体培养基中摇瓶表达,表达产物上清经硫酸铵分级沉淀、Ni-NTA亲和层析、超滤离心三步纯化以获取重组肠三叶因子。
三步纯化法具体实施步骤如下:
a. 硫酸铵分级沉淀:
在1L表达产物上清液中缓慢加入450g无水硫酸铵并搅拌至完全溶解,溶液冰浴6h。然后4℃,9000rpm离心10min,弃上清,沉淀用10mL浓度为10mM咪唑溶解,并用2M氢氧化钠调节pH至7.4左右;4℃下10000rpm离心10min,弃沉淀,上清用0.45μm滤膜过滤后保存,得过滤液。
b. Ni-NTA亲和层析:
用浓度为10mM咪唑清洗层析柱10个柱体积,缓慢加入a中的过滤液并全部流过柱体,再用浓度为10mM咪唑清洗层析柱10个柱体积,用浓度为20mM咪唑清洗5个柱体积后,用洗脱液250mM咪唑清洗4个柱体积并收集流出来的洗脱液。
c. 超滤离心:
在截留面积10kD的超滤管中加入全部b中的洗脱液,并补充无菌PBS至总体积10ml,然后4℃4000rpm离心60min,弃滤出液,管内残留液中继续补充无菌PBS至总体积10ml,再4℃4000rpm离心60min后,用枪头小心析出管内残留液,-80℃保存,所述残留液为带有生物标签的肠三叶因子融合蛋白。
Tricine-SDS-PAGE电泳及Westen blot鉴定,所述残留液为带有生物标签的肠三叶因子融合蛋白,详见图1。
实施例2 肠道上皮细胞膜蛋白的制备
结肠癌HT-29细胞在含体积分数为10%的胎牛血清,100IU/ml青霉素和100μg/ml链霉素的DMEM培养基中,5%CO2,37℃常规培养后,PBS冲洗,0.25%胰酶消化,收集细胞,计数,按照Pierce公司真核细胞膜蛋白提取试剂盒使用说明书提取膜蛋白,BCA法测量蛋白浓度。
实施例3 肠三叶因子受体的分离
将带有生物标签的肠三叶因子融合蛋白500μg加入1ml50%Ni+-NTAHis.Bind Resins,室温结合30分钟,得含有肠三叶因子的固相载体;。将结肠癌HT-29细胞的膜蛋白4mg加入上述固化含有重组肠三叶因子的Ni+-NTA His.Bind Resins中,翻转混匀,4℃孵育2小时;加入40mmol/L 咪唑的洗脱液进行洗脱,收集洗脱液混匀,12,000r/min 、4℃离心5min,收集沉淀;再加入含500mmol/L 咪唑的洗脱液洗脱,收集洗脱液,合并两次洗脱液,室温静置5min,12000r/min,4℃离心5min,沉淀中含有肠三叶因子-肠三叶因子受体复合物。
肠三叶因子-肠三叶因子受体复合物经12%SDS-PAGE凝胶电泳分离。将膜蛋白和ITF组,单独ITF组,单独膜蛋白组的样本各取20μl,加入2×样本缓冲液20μl,100°C沸水浴3min,12,000g离心10min,取10μl进行SDS-PAGE,电泳条件为80V至浓缩胶,120V至电泳结束。电泳完毕后取下凝胶以染色液染色lh,脱色液脱色1-3h,观察是否获取到目的受体蛋白,凝胶成像仪照相分析。结果表明,复合组中成功获得受体蛋白PDZD2,分子量约为34kD,详见图2。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述,但本领域的普通技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (6)
1.肠三叶因子受体的亲和层析分离方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
A、含有肠三叶因子的固相载体的制备
将带有生物标签的肠三叶因子融合蛋白为配体同亲和层析柱结合,得含有肠三叶因子的固相载体,所述生物标签为多聚组氨酸标签、谷胱甘肽硫转酶标签、麦芽糖结合蛋白标签、金黄色葡萄球菌蛋白A标签 、多聚精氨酸标签、多聚半胱氨酸标签、多聚苯丙氨酸标签、钙调蛋白结合肽标签 、纤维素结合域 标签、几丁质结合域标签、Flag-标签、c-Myc标签、Protein-C标签、HA-标签、生物素标签、DsbA标签, HAT标签、NusA标签、 Stag标签和SBP标签中的任一种;
B、肠三叶因子及其受体复合物的制备
将肠道上皮细胞的细胞膜组分同步骤A所得含有肠三叶因子的固相载体孵育结合,再用洗脱液洗脱,收集洗脱液,所述洗脱液中含有肠三叶因子-肠三叶因子受体复合物;
C、肠三叶因子受体的获得
用聚丙烯酰胺凝胶电泳,高效液相色谱法或双向电泳法分离步骤B所得肠三叶因子及其受体复合物中的肠三叶因子和肠三叶因子受体,收集肠三叶因子受体。
2.根据权利要求1所述的肠三叶因子受体的亲和层析分离方法,其特征在于,步骤A中所述亲和层析柱的基质材料为镍琼脂糖凝胶、重组蛋白A琼脂糖凝胶、重组蛋白G琼脂糖凝胶、GST琼脂糖凝胶、Amylose琼脂糖凝胶、精氨酸琼脂糖凝胶、赖氨酸琼脂糖凝胶、明胶琼脂糖凝胶、IgG琼脂糖凝胶和几丁质树脂中的任一种。
3.根据权利要求1所述的肠三叶因子受体的亲和层析分离方法,其特征在于,步骤B中所述洗脱液为咪唑、10-20mM还原型谷胱甘肽、麦芽糖、EDTA、DTT、乙二醇、EGTA 、盐酸胍或脲、巯基乙醇或半胱氨酸中的任一种。
4.根据权利要求1所述的肠三叶因子受体的亲和层析分离方法,其特征在于,步骤A中,将转化的含肠三叶因子成熟肽cDNA序列的酵母X-33菌株阳性转化子接种于YPD液体培养基中表达,表达产物上清液经硫酸铵分级沉淀、Ni-NTA亲和层析及超滤离心,得带有生物标签的肠三叶因子融合蛋白,将其作为配体同镍琼脂糖凝胶亲和层析柱结合不少于30分钟,得含有肠三叶因子的固相载体。
5.根据权利要求1所述的肠三叶因子受体的亲和层析分离方法,其特征在于,步骤B中,将肠道上皮细胞加入步骤A所得含有肠三叶因子的固相载体中,翻转混匀,4℃孵育2小时, 以40mmol/L 咪唑的结合缓冲溶液洗涤2-3次,收集并合并洗涤液,所述洗涤液在12000r/min、4℃条件下离心5分钟,收集沉淀,所述沉淀为肠三叶因子及其受体复合物。
6.根据权利要求1所述的肠三叶因子受体的亲和层析分离方法,其特征在于,步骤C中,用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离步骤B所得肠三叶因子及其受体复合物中的肠三叶因子和肠三叶因子受体,收集肠三叶因子受体。
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