CN114195869B - 一种肽及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种肽,所述的肽的氨基酸序列具有以下通式:X1GX2X3X4X5X6X7APIIVX8X9X10RX11S;其中X1为M或无;X2为GH、GK、SH、SK中的一种;X3为RR、HH中的一种;X4为KK、HH中的一种;X5为RR、HH中的一种;X6为HR、KR、KH中的一种;X7为R、H中的一种;X8为KK、HH、LE中的一种;X9为H或无;X10为L、H中的一种或无。本发明提供的肽对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有较好的抑制效果,并有一定的消炎作用。
Description
技术领域
本发明属于基因工程领域,具体涉及一种肽及其制备方法。
背景技术
细菌可侵入宿主体内并引起各种病理变化,可导致发热、局部脓肿、发炎等症状。目前对于细菌感染的应对方法一般采用抗菌药物治疗,其中抗生素是较为普遍且有效的治疗方法。但旺盛的抗生素需求导致当前滥用抗生素的情况非常严重,可导致其药效降低,从而影响治疗效果。
炎症反应是临床常见的一个病理过程,可以发生于机体各部位的组织和各器官。当机体细胞受到刺激时会产生各种炎症因子,主要有肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)、转化生长因子-β(TGF-β)等。
能够起抗菌作用的多肽,具有杀菌快速、抗菌谱广、毒副作用小、无免疫原性等优点。并且,由于其特殊的杀菌机理,被抑制或杀灭的病原性微生物不会产生抗性菌株,不会由于耐药性而减弱杀灭细菌的作用。
中国专利202110720025.9中公开了本发明公开了一种水貂蛙抗菌肽的制备方法及其应用,属于生物工程技术领域,包括以下步骤:所述水貂蛙抗菌肽为[D4K]B2RP,并在该序列的3′端加入氨基酸形成[D4K]B2RPR,将[D4K]B2RPR与[D4K]B2RPR之间通过Gly和Arg连接,进行多次重复串联,形成抗菌肽多聚体[D4K]B2RPRM;将所述抗菌肽多聚体[D4K]B2RPRM连接至PGEX-4T-2载体上,并与PGEX-4T-2载体自带的融合蛋白GST标签进行融合表达出抗菌肽多聚体融合蛋白;上GST标签亲和层析柱,去除GST标签,得到抗菌肽单体[D4K]B2RPR。通过该制备方法能够大大提高抗菌肽的产量。但其制备方法操作繁琐。
中国专利202011280998.7中公开了一种抗菌肽及其药物组合物以及应用,所述抗菌肽包括:抗菌肽1、抗菌肽2、抗菌肽3中的任意一种。三种抗菌肽均是以天然抗菌肽PGLa-AM1为基础进行改造而成,具有抗菌效果更强、性能更优的特点。这三种抗菌肽对幽门螺杆菌的抑制效果均强于PGLa-AM1,其中抗菌肽3的广谱抗菌效果最强,并且具有很好的pH响应性,从而更好的与幽门螺杆菌接触,抑制幽门螺杆菌生长。根据本发明提供的三种抗菌肽均具有强抑菌活性、生物相容性、及低成本的优点,有望被广泛应用。
但现有技术中的起抗菌作用的多肽往往功能较为单一,有进一步优化的空间。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种肽的表达基因,用以表达具有抑菌和消炎效果的肽,该肽特殊的结构还可以有效的结合炎症因子,阻断炎症的进程,快速消除炎症带来的组织红肿疼痛。
一方面,本发明提供了一种肽。
所述的肽的氨基酸序列氨基酸序列选自SEQ ID NO.1-5。
另一方面,本发明提供了一种编码肽的基因。
所述的基因编码前述的肽。
再一方面,本发明提供了一种载体。
所述的载体为基因工程载体,所述的载体上插入前述的基因。
优选地,所述的基因工程载体为pET-28a载体。
优选地,插入载体的酶切位点为限制性内切酶NcoI和XhoI。
又一方面,本发明提供了一种细胞。
所述的细胞为基因工程细胞。
所述的细胞中包括前述的载体;
或所述的细胞表达前述的肽。
又一方面,本发明提供了一种肽的制备方法。
所述的制备方法中包括通过基因工程手段表达前述的肽。
所述的制备方法中包括将前述的基因通过基因工程手段进行表达。
所述的生物工程手段为通过基因工程载体转导表达细胞并表达肽。
所述的基因工程载体上插入前述的表达肽的基因。
又一方面,本发明提供了前述的基因和/或肽和/或载体和/或细胞在制备抗菌产品中的应用。
又一方面,本发明提供了前述的基因和/或肽和/或载体和/或细胞在制备消炎产品中的应用。
又一方面,本发明提供了前述的制备方法在制备抗菌产品或消炎产品中的应用。
所述的应用为先通过前述的制备方法制备肽,再将肽加入抗菌产品或消炎产品中。
又一方面,本发明提供了一种抗菌剂。
所述的抗菌剂中包括前述的的表达肽的基因和/或肽和/或载体和/或细胞。
又一方面,本发明提供了一种治疗和/或预防细菌或真菌感染的药物。
所述的药物中包括前述的抗菌剂;
或者所述的药物中包括前述的的表达肽的基因和/或肽和/或载体和/或细胞。
所述的细菌为革兰氏阴性菌和/或革兰氏阳性菌。
所述的革兰氏阴性菌为大肠杆菌,所述的革兰氏阳性菌为金黄葡萄球菌。
又一方面,本发明提供了一种消炎药物,其特征在于,包括前述的表达肽的基因和/或肽和/或载体和/或细胞。
有益效果:
(1)本发明提供的表达肽的基因表达得到的肽对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有较好的抑制效果,并伴有一定的消炎作用。
(2)本发明提供的基因序列的表达效率高。
附图说明
图1为候选多肽溶血性检测。
图2为肽分子量检测图谱。
图3为肽纯度检测图谱。
图4为肽生物学活性检测。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明作进一步详细的阐述,下述实施例不用于限制本发明,仅用于说明本发明。以下实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,下述实施例中所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
基础实施例肽氨基酸序列筛选
1.合成候选氨基酸序列
通过化学合成的方法合成SEQ ID NO.1-5所示的5种氨基酸序列。
序号 | 编码 | 氨基酸序列 |
1 | SEQ ID NO.1 | MGGKR RKKRR KRAPI IVRKK RLS |
2 | SEQ ID NO.2 | MGGKH HKKHH KHAPI IVHKK HRS |
3 | SEQ ID NO.3 | GSKRR KKHHK HAPII VHLER LS |
4 | SEQ ID NO.4 | GSHRR HHRRH RAPII VRLER HS |
5 | SEQ ID NO.5 | MGGHR RHHRR HRAPI IVRHH RS |
2、纯度检测
采用HPLC检测合成的多肽纯度,确定合成的多肽纯度大于95%。
其中HPLC检测条件为A:含有0.05%(V/V)的三氟乙酸,B:含有0.05%的乙腈,检测波长为210nm,在40分钟内,B从0线性提高至90%(V/V)。
3.MIC抑菌试验
优选了一株革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌(杭州微球,编号HGP-D1-C2)和一株革兰氏阴性细菌大肠杆菌(杭州微球,编号HGP-D1-C7)作为指示菌进行抑菌活性评价。
试验方法:(1)采用LB培养基倍比稀释不同浓度的抗菌药物(上海科肽合成,纯度≥95%,重量5mg)溶液;(2)分别添加到96孔聚苯乙烯板中,在第1至11孔加药液,每孔100μL,药物浓度分别640、320、160、80、40、20、10、5、2.5、1.25、0.625μg/mL,第12孔添加100μL LB培养基作为生长对照;(3)将菌悬液采用LB培养基稀释制备成约2×106CFU/mL的悬液;(4)将100μL菌悬液添加至96孔板中,在37℃条件下,培养约20小时,测定吸光值,判定最小抑菌浓度。实验结果如下:
结果表明,SEQ ID NO.1-5的多肽均具有良好的抑菌能力,其中SEQ ID NO.1具有较优的抑菌能力,因此作为候选序列进行进一步开发。
4.溶血性检测
采用新鲜的健康人红细胞进行以下步骤:
(1)采用pH=7.4的PBS溶液将人红细胞1000g离心力离心7分钟,洗涤2-3次;
(2)将候选多肽溶解至同样的PBS溶液中,按照0、100μM、200μM、400μM与洗涤后的人红细胞同等比例加入;
(3)37℃条件下,孵育1小时;
(4)1000g离心力离心5分钟;
(5)在405nm的波长下,检测离心后的上清,结果见图1。
如图1所示,其中SEQ ID NO.1序列具有较低的溶血性作为后续优选开发对象,并将SEQ ID NO.1的多肽命名为ATT 21。
实施例1一种表达肽的表达载体
采用全基因合成技术,合成基因片段,5’端和3’端分别设计了限制性内切酶NcoI和XhoI。
将合成的基因片段和pET-28a载体使用NcoI酶和XhoI酶双酶分别双酶切后进行连接,使合成基因片段插入至pET-28a载体的NcoI酶切位点和XhoI酶切位点之间。得到表达肽的表达载体pET-28a-ATT 21。
实施例2一种表达肽的基因工程细胞
将实施例1中的表达载体pET-28a-ATT 21用热激法转化BL21(DE3)Plys大肠杆菌,热激法采用42℃热激1.5分钟,冰上静置5分钟;然后加入无抗性的LB肉汤培养基37℃、120rpm培养约1小时;最后将其均匀涂布在含有硫酸卡那霉素(100μg/mL)的LB抗性平板上,37℃倒置培养过夜,进行阳性克隆筛选,得到的重组大肠杆菌命名为BL21(DE3) Plys-ATT21。
实施例3一种肽的制备方法
包括以下步骤:
1、发酵
取实施例2得到的重组大肠杆菌BL21(DE3) Plys-ATT 21,进行种子扩培,待大肠杆菌到达一定数量后接种于LB培养基中,培养温度为37℃,转速为170r/min。
待发酵培养10h后,添加诱导剂IPTG进行诱导,诱导培养所需温度为28-32℃,时间为10-15h。
2、纯化
培养液通过低温高速离心机离心,收集沉淀菌体。取一定量的菌体,按1:10比例加入纯化水重悬混匀。将重悬液进行超声破碎,破碎完全后加入浓HCl调节pH至0.1,60-65℃水浴30min。将混合液9000rpm、4℃离心20min,收集上清液,用Tris干粉调节上清pH值至6.5-7.4,9000rpm、4℃离心20min,收集上清。
将上述上清液通过介质为CM-Sepharose Fast Flow的阳离子树脂,先用含1.2M氯化钠的Tris-HCl溶液洗涤杂质蛋白,再用含2.0M氯化钠的Tris-HCl溶液洗涤目的蛋白,收集洗脱峰。
上述洗脱液通过疏水柱层析,介质为Octyl sepharose 4F,用含0.5M NaCl的Tris-HCl溶液洗脱目的蛋白,收集洗脱峰。
3、肽分子量检测:采用Tricine-SDS-PAGE进行检测分析,结果见图2,肽分子量大小与ATT 21的理论分子量一致。
4、肽纯度检测:采用HPLC检测肽纯度,其中HPLC检测条件为A:含有0.05%(V/V)的三氟乙酸,B:含有0.05%的乙腈,检测波长为210nm,在40分钟内,B从0线性提高至90%(V/V)。
结果见图3,肽的纯度大于98%。
上述洗脱液经过分子截留量为1KD的透析膜浓缩换液,冻干即得到所述肽。
实施例4 肽在抑菌方面的应用
对实施例3纯化得到的肽进行生物活性检测,即MIC实验,具体如下:
1.将指示菌大肠杆菌接种于TSB培养基中,33℃,180-220rpm培养24小时后,调整OD600为0.8-0.9,作为待用菌悬液,用MH肉汤培养基稀释500倍后备用;
2.取一支样品吸取样品50μL,2倍法逐级,稀释液为无菌超纯水,共稀释11级;
3.吸取50μL的样品或者硫酸卡那霉素标品加入到96孔板,再吸取50μL待测菌加入96孔板中,第12孔为不含待测样品的生长对照。同时设置稀释液与MH肉汤的阴性对照组(空白),每组两个平行。35℃、孵育17h,观测记录结果,结果如下:
结果表明,肽单体对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌及白色念珠菌等真菌均具有良好的抑菌效果。
实施例5肽在抗炎方面的应用
1.培养RAW264.7细胞(南京科佰,编号CBP74098),密度达到90%以上后,移去培养基加入PBS清洗两次,加入PBS轻轻吹打壁上细胞,500r/min离心5min,去上清;
2.上述细胞沉淀中加入DMEM高糖完全培养基,吹打重悬,计数细胞,把高浓度细胞悬液稀释至10万个/mL,接种至96孔板,每孔100μL,培养24h;
3.次日移液枪吸取96孔板上清,加入100μL含有80μg/mL、40μg/mL、20μg/mL、10μg/mL、5μg/mL、2.5μg/mL、1.25μg/mL、0.625μg/mL ATT 21完全培养基及100μL含有LPS的完全培养基,培养24h;
4.次日,吸取上清,离心,取上清用培养基稀释一倍;
5.使用TNF-α ELISA检测试剂盒,检测TNF-α吸光值,以浓度对数值为X轴,以吸光度为Y轴,四参数法拟合曲线计算其ED50值,结果见图4。
如图4所示,肽对炎症因子TNF-α具有良好的结合作用。
序列表
<110> 杭州吉越生物科技有限公司
<120> 一种肽及其制备方法
<160> 9
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 23
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
Met Gly Gly Lys Arg Arg Lys Lys Arg Arg Lys Arg Ala Pro Ile Ile
1 5 10 15
Val Arg Lys Lys Arg Leu Ser
20
<210> 2
<211> 23
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
Met Gly Gly Lys His His Lys Lys His His Lys His Ala Pro Ile Ile
1 5 10 15
Val His Lys Lys His Arg Ser
20
<210> 3
<211> 22
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
Gly Ser Lys Arg Arg Lys Lys His His Lys His Ala Pro Ile Ile Val
1 5 10 15
His Leu Glu Arg Leu Ser
20
<210> 4
<211> 22
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
Gly Ser His Arg Arg His His Arg Arg His Arg Ala Pro Ile Ile Val
1 5 10 15
Arg Leu Glu Arg His Ser
20
<210> 5
<211> 22
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
Met Gly Gly His Arg Arg His His Arg Arg His Arg Ala Pro Ile Ile
1 5 10 15
Val Arg His His Arg Ser
20
<210> 6
<211> 72
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
atgggaggaa atcgccgcaa taatcgccgc aatcgcgctc cgatcatcgt ccgcaataat 60
cgctgacttt cg 72
<210> 7
<211> 87
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
ccatggatgg gaggaaatcg ccgcaataat cgccgcaatc gcgctccgat catcgtccgc 60
aataatcgct gactttcgtg actcgag 87
<210> 8
<211> 72
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
atgggaggaa atcgtcgtaa aaaacgtcgt aaacgtgctc cgatcatcgt ccgtaaaaaa 60
cgtctttcgt ga 72
<210> 9
<211> 72
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
atgggaggaa aacgccgcaa aaaacgccgc aaacgcgctc cgatcatcgt ccgcaaaaaa 60
cgcctttcgt ga 72
Claims (14)
1.一种肽,其特征在于,所述肽的氨基酸序列选自SEQ ID NO.1-5。
2.一种基因,其特征在于,所述的基因编码权利要求1所述的肽。
3.一种载体,其特征在于,所述的载体为基因工程载体,所述的载体上插入权利要求2所述的基因。
4.一种细胞,其特征在于,所述的细胞为基因工程细胞,所述的细胞中包括权利要求3所述的载体。
5.一种肽的制备方法,其特征在于,所述的制备方法中包括通过基因工程手段表达权利要求1所述的肽。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述的基因工程手段为通过基因工程载体转导表达细胞并表达肽。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述的基因工程载体为pET-28a载体。
8.权利要求1所述的肽和/或权利要求2所述的基因和/或权利要求3所述的载体和/或权利要求4所述的细胞在制备抗菌产品中的应用。
9.权利要求1所述的肽和/或权利要求2所述的基因和/或权利要求3所述的载体和/或权利要求4所述的细胞在制备消炎产品中的应用。
10.权利要求5-7任一项所述的制备方法在制备抗菌产品或消炎产品中的应用,其特征在于,所述的应用为先通过权利要求5-7任一项所述的制备方法制备肽,再将肽加入抗菌产品或消炎产品中。
11.一种抗菌剂,其特征在于,包括权利要求1所述的肽和/或权利要求2所述的基因和/或权利要求3所述的载体和/或权利要求4所述的细胞。
12.一种治疗细菌或真菌感染的药物,其特征在于,包括权利要求1所述的肽和/或权利要求2所述的基因和/或权利要求3所述的载体和/或权利要求4所述的细胞。
13.一种消炎药物,其特征在于,包括权利要求1所述的肽和/或权利要求2所述的基因和/或权利要求3所述的载体和/或权利要求4所述的细胞。
14.根据权利要求12所述的药物,其特征在于,所述的细菌为革兰氏阴性菌和/或革兰氏阳性菌,所述的革兰氏阴性菌为大肠杆菌、所述的革兰氏阳性菌为金黄葡萄球菌。
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