CN1928088A - 来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白ⅱn端15肽的串联表达方法 - Google Patents
来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白ⅱn端15肽的串联表达方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的串联表达方法是:以病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽为目标对象,利用真核表达系统合成一段基因其中包含若干个该15肽基因,他们之间通过蛋白酶酶切序列基因连接起来,在整段基因的5’和3’端加入限制性酶切位点,通过基因重组的方法将该基因连接到质粒载体上,然后转化酵母菌,进行筛选,表达和目的蛋白纯化,纯化后的蛋白再经过蛋白酶的酶切,分离纯化得到目标肽的基因工程串联表达方法。该多肽是特异性拮抗CXCR4的15肽,对预防和治疗艾滋病具有良好的功效,在医药领域具有广阔的前景。
Description
技术领域
本发明涉及医学基因重组合成的制药领域,尤其是一种来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的串联表达方法。
背景技术
艾滋病(AIDS)是一种由艾滋病病毒,即人体免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiencyvirus,简称HIV)侵入人体后破坏人体免疫功能,使人体发生多种不可治愈的感染和肿瘤,最后导致被感染者死亡的一种严重传染病。它主要通过血液、性接触、母婴传播等途径在人群中迅速蔓延,但又缺乏有效的预防疫苗与治疗药物,被认为是21世纪的瘟疫。最新的研究发现,中国人比白人和黑人更容易感染HIV病毒,使我们面临更大的挑战。
虽然近年AIDS治疗的临床疗效明显提高,但由于HIV的高度变异性、化疗药物不能完全清除病毒且毒副作用极大、艾滋病治疗费用高昂等因素,市场上尚未有十分有效的治疗药物出现,现有公布的研究成果存在毒副作用大、耐药性以及作用机制等诸多问题,离真正的新药上市还有漫长的距离。
病毒巨嗜细胞炎性蛋白-II(virus macrophage inflammatory protein-II,vMIP-II)是由人疱疹病毒8的K4基因编码的一种病毒趋化因子,与人CC类趋化因子有较大的同源性,是人趋化因子的类似物。vMIP-II的全基因编码95个氨基酸,前二十三个为信号肽序列,最后的一个精氨酸也在蛋白折叠完成后被去除,最后发挥功能的蛋白具有71个氨基酸残基,此蛋白与人的MIP同源性高达41%。vMIP-II与趋化因子受体结合后不引起胞内Ca2+迅速内流,故不引起信号传导,从而对趋化因子与相应受体的结合起到拮抗作用。vMIP-II和CC、CXC趋化因子受体都能结合,所以对趋化因子有广谱的拮抗作用。vMIP-II不同于其他趋化因子的一个独特特点是它能够拮抗包括CCR1,CCR2,CCR3,CCR5,CXCR4和CX3CR等在内的多种趋化因子受体,特别是对CCR5和CXCR4有较高的亲和力。
由于趋化因子与其受体的相互作用控制着各种免疫细胞在循环系统和组织器官间定向迁移,使之到达感染、创伤和异常增殖部位,执行清除感染源、促进创伤愈合和消灭异常增殖细胞、维持组织细胞平衡的功能。因此趋化因子系统在免疫系统功能行使的各个环节中处于关键地位,并由此在病原体的清除、炎症反应、病原体感染、细胞及器官的发育、创伤修复、肿瘤形成及其转移、移植免疫排斥等方面都起着重要的作用;具有以趋化因子及其受体分子为药物靶点,通过激活或拮抗趋化因子受体的信号传导来调控趋化因子系统的功能。在预防和治疗艾滋病方面具有光明的前景。所以近年来来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II成为国内外研究开发的热点。然而来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽在治疗艾滋病的相关报道至目前还没有出现过。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用基因工程技术来获得具有预防和治疗艾滋病的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的新的方法—基因工程串联表达方法以及其在医药方面的应用。
本发明是这样实现的:本发明来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的基因表达方法是以病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽为目标对象,建立一种利用真核表达系统获得该段短肽的新方法——基因工程串联表达方法,即合成一段基因其中包含若干个该15肽基因,他们之间通过蛋白酶酶切序列基因连接起来,在整段基因的5’和3’端加入限制性酶切位点,通过基因重组的方法将该基因连接到质粒载体上,然后转化酵母菌,进行筛选,表达和目的蛋白纯化,纯化后的蛋白再经过蛋白酶的酶切,分离纯化得到目标肽。
所述的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的基因表达方法可以利用原核、真核及哺乳动物细胞表达系统以凝血酶酶切位点序列作为中间连接的串联表达病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽单肽;
基因重组序列可以设计为:
CCGGAATTC TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga
cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt
gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA
GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac
TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag
tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg
cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT TCC
ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC
CCA AGA GGT TCC TCTCTAGACTG
其中,
N端15肽优化后核酸序列:ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aagtgc tgt ttg ggt tac
凝血酶酶切核酸优化后序列:TTG GTC CCA AGA GGT TCC。
所述的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的基因表达方法可以利用原核、真核及哺乳动物细胞表达系统以多个病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的串联为单位以凝血酶酶切位点序列作为中间连接的串联表达;
基因重组序列可以设计为:
CCGGAATTC TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cacaga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac gctgctgctgct tac ggt ttg tgt tgcaag gac cca aga cac tgg tcc gct ggt ttg TTG GTC CCA AGA GGT TCCttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac gctgctgctgct tac ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cac tgg tcc gct ggt ttg TTGGTC CCA AGA GGT TCC TCTCTAGACTG
其中,
反向氨基酸序列的核酸序列:tac ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cactgg tcc gct ggt ttg
Linker(序列为4个组氨酸)核酸序列为:gct gct gct gct。
所述的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的基因表达方法可以是多个病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽串联并且与自断裂序列相连接的表达;
基因重组序列可以设计为
CTAGCTAGC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggttac gct gct gct gct ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttgggt tac gct gct gct gct tac ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cac tgg tccgct ggt ttg CTCGAGGAC….tag自断裂的病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽
或
自断裂的病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽 tag CTAGCTAGC ttg ggt gct
tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac gct gct gct gct ttg ggt
gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac gct gct gct gct tac
ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cac tgg tcc gct ggt ttg CTCGAGGAC。
所述的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽与病毒巨噬细胞炎性蛋白II具有相同的CXCR4趋化因子受体结合活性,可以用于预防和治疗艾滋病。
本发明病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽具有对CXCR4具有特异性拮抗作用,可以用于预防和治疗艾滋病。本发明提供的基因串联表达方法为得到该肽开辟了新的方法,在医药领域具有广阔的前景。
具体实施方式
实施例1
首先从成熟病毒巨噬细胞炎性蛋白II基因中找到其N端15肽的基因序列,
5’ctg gga gcg tcc tgg cat aga ccg gac aag tgc tgt ctc ggt tac 3’
氨基酸序列为:LGASWHRPDKCCLGY。
根据酵母对密码子的偏好性对其进行优化,其优化后的序列为,ttg ggt gct tcctgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac,反向氨基酸序列的核酸序列为:tac ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cac tgg tcc gct ggt ttg,反向氨基酸序列:YGLCCKDPRHWSAGL。
蛋白酶选用凝血酶,其酶切的氨基酸序列为L-V-P-R↓G-S酶切位点已标明,核酸序列为:CTG GTC CCC CGG GGC AGC根据酵母对密码子的偏好性对其进行优化,其优化后的序列为,TTG GTC CCA AGA GGT TCC。
设计合成的基因序列为:
CCGGAATTC TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca
gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct
tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT
TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC
CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg
ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca
gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct
tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT
TCC TC TCTAGACTG
共416个核苷酸。
利用限制性内切酶EcoR I、Xba I和T4DNA连接酶进行酶切连接将其连接到中间载体质粒PMD-18上,对重组质粒进行酶切和测序鉴定。将鉴定后的重组质粒PMD-18转化空白大肠杆菌进行质粒放大,然后从中提取质粒rPMD-18,利用限制性内切酶EcoR I、Xba I将目的基因切下来回收,然后用T4 DNA连接酶将其连接到经酶切后的目标载体pPICZ a A上,转化大肠杆菌,利用含抗生素Zeocin的LB平板进行筛选,对筛选得到的菌体提取质粒进行酶切和测序鉴定,对鉴定阳性的菌体进行保菌。
对上述阳性菌进行放大培养,从中提取重组质粒。对质粒用限制性内切酶Sac I进行线性化处理,同时制备酵母感受态。经电击转化,将重组质粒转化到酵母菌中,利用含Zeocin的YPD平板培养基进行筛选,直至出现单菌落。对单菌落在含有Zeocin的液体培养基中进行放大培养,保存菌种。
利用上述得到的含有重组质粒的酵母菌进行小量诱导表达目的蛋白。将菌种接种于5ml YPD培养基中,30℃180rpm振荡过夜后,按1%体积接种于20mlBMGY培养基,28℃180rpm摇瓶培养过夜,离心抽取菌体沉淀,转移入100mlBMMY中,28℃180rpm继续振荡培养2-3天,并于诱导表达起始后,每隔24h补加100%甲醇,体积为培养基总体积的0.1%。
将诱导表达后的菌液经3500rpm,20min离心去除酵母菌,将表达上清用0.45um微膜过滤,然后将滤液再用0.22um的滤膜过滤一次,除大分子物质及脂类。应用Ni亲和层析柱进行纯化,Ni亲和层析柱纯化所用平衡缓冲液为25mmol Tris-Cl,150mmol NaCl,PH 7.4,洗脱缓冲液为25mmol Tris-Cl,150mmol NaCl,350mmol咪唑,PH 7.4,经洗脱,收集洗脱峰蛋白。将得到的蛋白溶液再经过一次Ni亲和层析柱纯化,收集蛋白峰,将收集的蛋白溶液进行透析,冻干,得到目的蛋白。
利用蛋白酶对目的蛋白进行酶切,充分酶切后得到多肽溶液,利用Super dex-75分子筛层析柱进行纯化,所用缓冲液为25mmol Tris-Cl,150mmol NaCl,PH 7.4,收集蛋白峰溶液,进行SDS-PAGE电泳分析确定目的多肽峰溶液,透析,冻干得到来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽。
实施例2
设计合成基因如下:所用质粒为pTYB1
CTAGCTAGC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggttac gct gct gct gct ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttgggt tac gct gct gct gct tac ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cac tgg tccgct ggt ttg CTCGAGGAC….tag(自断裂)
按照上述基因序列合成目的基因,通过基因重组构建重组质粒
pTYB1-target gene,重组质粒转化大肠杆菌DH5a,用含有青霉素(100ug/ml)的LB平板进行筛选,对筛选得到的大肠杆菌单菌落进行放大培养,从中提取质粒进行酶切和测序鉴定,筛选阳性克隆。
将阳性菌于LB培养基(含青霉素100ug/ml)中培养,温度为37℃,当OD值达到0.5~0.8时进行IPTG诱导表达,IPTG终浓度为0.3~0.5Mm,诱导温度为15~20℃。诱导过夜。
诱导表达后5000g离心10min得到菌体,用柱平衡缓冲液[20mMTris-Cl(PH6.0~8.5),500mM NaCl,1mM EDTA]重悬菌体,进行超声破碎细胞,然后将破碎后混悬液上chitin亲和柱。
用至少10倍柱平衡缓冲液进行洗脱,直至非特异性结合蛋白全部被洗脱。然后用3倍的自断裂缓冲液[20mM Tris-Cl(PH8.0),500mM NaCl,1mM EDTA,50mMDTT或半胱氨酸]快速平衡亲和柱,停止洗脱,在4℃~23℃的环境下诱导自断裂16~40小时。
诱导自断裂后,用柱平衡缓冲液继续洗脱,收集蛋白峰,即为目的蛋白,进行SDS-PAGE分析,透析,冻干即得来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽。
以上方法得到的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽可以通过趋化抑制实验检测其活性。通过大量的实验证明,通过基因工程串联方法得到的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽与病毒巨噬细胞炎性蛋白II一样具有良好的预防和治疗艾滋病的功效,将在医药领域具有广阔的前景。
Claims (5)
1、一种来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的串联表达方法,其特征在于:以病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽为目标对象,利用真核表达系统获得合成一段基因其中包含若干个该15肽基因,他们之间通过蛋白酶酶切序列基因连接起来,在整段基因的5’和3’端加入限制性酶切位点,通过基因重组的方法将该基因连接到质粒载体上,然后转化酵母菌,进行筛选,表达和目的蛋白纯化,纯化后的蛋白再经过蛋白酶的酶切,分离纯化而得到目标肽的基因工程串联表达方法。
2、如权利要求1所述的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的串联表达方法,其特征在于:利用原核、真核及哺乳动物细胞表达系统以凝血酶酶切位点序列作为中间连接的串联表达病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽单肽,
基因重组序列设计为:
CCGGAATTC TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga
cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt
gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA
GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac
TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag
tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg
cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC CCA AGA GGT TCC
ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac TTG GTC
CCA AGA GGT TCC TCTCTAGACTG
其中,
N端15肽优化后核酸序列:ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aagtgc tgt ttg ggt tac
凝血酶酶切核酸优化后序列:TTG GTC CCA AGA GGT TCC。
3、如权利要求1所述的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的串联表达方法,其特征在于:利用原核、真核及哺乳动物细胞表达系统以多个病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的串联为单位以凝血酶酶切位点序列作为中间连接的串联表达;
基因重组序列设计为:
TCTCTAGACTG TTG GTC CCA AGA GGT TCC ttg ggt gct tcc tgg
cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac gctgctgctgct tac ggt ttg tgt
tgc aag gac cca aga cac tgg tcc gct ggt ttg TTG GTC CCA AGA GGT
TCC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac gct
gctgctgct tac ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cac tgg tcc gct ggt ttg
TTG GTC CCA AGA GGT TCC TCTCTAGACTG
其中,
反向氨基酸序列的核酸序列:tac ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cactgg tcc gct ggt ttg
4个组氨酸核酸的Linker序列为:gct gct gct gct。
4、如权利要求1所述的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的串联表达方法,其特征在于:多个病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽串联并且与自断裂序列相连接的表达;
基因重组序列设计为
CTAGCTAGC ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt
tac gct gct gct gct ttg ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg
ggt tac gct gct gct gct tac ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cac tgg tcc
gct ggt ttg CTCGAGGAC tag自断裂的病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽
或
自断裂的病毒巨噬细胞炎性蛋白 II N端 15 肽 tag CTAGCTAGC ttg ggt
gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac gct gct gct gct ttg
ggt gct tcc tgg cac aga cca gac aag tgc tgt ttg ggt tac gct gct gct gct
tac ggt ttg tgt tgc aag gac cca aga cac tgg tcc gct ggt ttg CTCGAGGAC…。
5、如权利要求1,2,3或4所述的来源于病毒巨噬细胞炎性蛋白II N端15肽的串联表达方法所得的短肽在预防和治疗艾滋病的应用。
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---|---|---|---|---|
CN106560475A (zh) * | 2016-04-01 | 2017-04-12 | 天演益合(厦门)生物技术有限公司 | 一种活性短肽基因工程生物合成工艺 |
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2006
- 2006-07-11 CN CN 200610036429 patent/CN1928088A/zh active Pending
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