利用毕赤酵母表达成纤维细胞生长因子的研究

在生物药物研发和生产领域,使用基因工程表达系统如酵母表达系统、大肠杆菌表达系统等,不仅能够降低生物药物的生产成本,带来高产量,还能够根据人类的要求生产出所需的蛋白质药物。成纤维细胞生长因子是第一个被发现的促微血管生成因子,有研究者使用毕赤酵母表达系统表达了成纤维细胞生长因子中的重组人角质细胞生长因子和人碱性成纤维细胞生长因子。

成纤维细胞生长因子(FGF)可以由内皮细胞、平滑肌细胞和巨噬细胞分泌。它能够促进内皮细胞的游走和平滑肌细胞的增殖,不能使平滑肌细胞游走,也能够促进新血管形成,修复损害的内皮细胞。成纤维细胞生长因子被认为是病灶形成促进因子,但从修复角度看它也有有利的一面。目前已发现有23FGF,包括酸性成纤维细胞生长因子(aFGFFGFl)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGFFGF2)及角化细胞生长因子(KGFFGF7)等,它们均对细胞有促有丝分裂、促迁移作用,同时参与细胞分化、组织修复及血管生成等。

角质细胞生长因子(KGF)从属于成纤维细胞生长因子家族。KGF基因表达受多种细胞因子调控。KGF与受体KGFR特异性的结合发挥其多种生物学功能:参与组织、器官的发育;参与皮肤、胃、肠、肾、膀胱、肺等上皮的损伤修复;减少放、化疗所带来的副作用,具有损伤防护功能;KGF与肿瘤密不可分。有研究者利用巴斯德毕赤酵母表达系统重组表达人角质细胞生长因子,为实现规模化生产重组hKGF奠定基础。美迪西科研人员建立了成熟的酵母表达纯化服务平台,提供优质的重组蛋白在毕赤酵母和酿酒酵母中的表达与纯化服务。

1、角质细胞生长因子的毕赤酵母表达研究

研究者根据已报道的hKGF成熟肽序列,人工合成由毕赤酵母偏好密码子组成的编码hKGFDNA片段后连接到分泌型表达质粒pPICZαA中,获得重组表达质粒并转化毕赤酵母X-33中进行表达。优化发酵条件,并利用5L生物反应器进行中试发酵。发酵上清通过超滤及层析方法分离纯化重组蛋白,并利用MMT法检测其对恒河猴肺上皮细胞的促增殖活性。

结果发现利用毕赤酵母可成功表达出糖基化修饰及具促恒河猴肺上皮细胞增殖活性的重组hKGF

人碱性成纤维细胞生长因子(hbFGF)是一种广泛存在与人体各种组织中的生物活性物质,具有较强的血管生成作用,是体内重要的创伤愈合因子之一。人溶菌酶(hLY)是一种碱性蛋白,也是一种非特异性体液免疫因子,具有抗菌消炎、抗病毒、促进组织修复和增强免疫力的功能。为了更好地发挥这2种蛋白的功能,也有研究者进行了这两种蛋白的融合表达研究。

2、人溶菌酶-人碱性成纤维细胞生长因子融合基因表达研究

研究者在毕赤酵母中表达人溶菌酶-人碱性成纤维细胞生长因子融合基因,并分析融合蛋白的hLY活性。方法是从人全血中提取总RNA,以其为模板,采用RT-PCR法扩增编码hLY成熟肽的cDNA。利用重叠PCR技术将hly基因与hbfgf基因融合,中间引入凝血酶识别位点序列;将融合基因克隆至载体pPIC9K中,构建重组表达质粒pPIC9K-hly-thr-hbfgf,电转化毕赤酵母GS115,通过G418抗性筛选高拷贝重组子GS/hly-thr-hbfgf,甲醇诱导表达融合蛋白,Bradford法测定重组子发酵液上清中总蛋白含量,改良舒加法检测融合蛋白hHLY-THR-hbFGFhLY活性。结果发现可成功地在毕赤酵母GS115中表达了具有hLY活性的hHLY-THR-hbFGF融合蛋白。

真核细胞表达系统的毕赤酵母表达系统通过将目的基因整合至宿主细胞染色体上而实现稳定遗传,是应用较为成功的外源蛋白表达系统。除了重组角质细胞生长因子、重组人碱性成纤维细胞生长因子可以使用毕赤酵母表达研究之外,还有重组人生长激素、重组人表皮细胞因子多种多肽和蛋白质药物以毕赤酵母表达系统作为生产系统。随着生物技术的不断成熟和发展,毕赤酵母表达系统的应用会越来越广泛。

[1]重组人角质细胞生长因子在毕赤酵母中的表达、纯化及活性测定[J].

[2]人溶菌酶-人碱性成纤维细胞生长因子融合基因在毕赤酵母中的表达[J].