基因的表達(dá)包括相應(yīng)的mRNA合成( 轉(zhuǎn)錄) 和蛋白質(zhì)合成( 翻譯) , 在微生物體內(nèi)進(jìn)行外來(lái)基因的蛋白質(zhì)生物合成依賴(lài)于微生物遺傳物質(zhì)和編碼目標(biāo)蛋白的重組DNA片段。具體步驟如下: 第1步,從供體中分離出編碼蛋白的DNA片段; 第2步,將DNA分子插入到表達(dá)載體上; 第3步,將載體轉(zhuǎn)染到宿主體內(nèi); 第4步,培養(yǎng)宿主組織,進(jìn)行基因的擴(kuò)增,mRNA合成和多肽合成; 第5步,純化重組多肽。通常根據(jù)宿主細(xì)胞的不同將多肽藥物重組技術(shù)分為兩類(lèi): ( 1) 多肽藥物的真核表達(dá); ( 2) 多肽藥物的原核表達(dá)。
1 多肽合成藥物的真核表達(dá)
真核表達(dá)的多肽具有定向性強(qiáng)、產(chǎn)品安全衛(wèi)生、原料來(lái)源廣泛和成本低等優(yōu)點(diǎn),可以得到質(zhì)量高、療效好的且活性與天然多肽相當(dāng)多肽類(lèi)藥物。目前,真核宿主細(xì)胞主要有酵母菌、動(dòng)物和昆蟲(chóng)細(xì)胞等,而酵母菌在真核表達(dá)中最常用。Cao等利用畢赤酵母細(xì)胞成功地表達(dá)了雞 b-防御素6( AvBD-6)和脫半胱氨酸的AvBD-6-B生物活性肽,并在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)二者均具有較強(qiáng)的抑菌作用。Guo等同樣成功地在畢赤酵母細(xì)胞中表達(dá)了抗菌肽D,該多肽具有較強(qiáng)的抑菌作用,抗菌肽D的酵母表達(dá)對(duì)抗菌藥物的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。蘇彩霞等將乙型肝炎表面抗原( HBsAg) 基因前連接釀酒酵母信號(hào)肽,并將整個(gè)序列優(yōu)化為漢遜酵母優(yōu)選密碼子,通過(guò)PCR技術(shù)進(jìn)行合成,最終在漢遜酵母中成功地表達(dá)了重組HBsAg。
2 多肽合成藥物的原核表達(dá)
原核表達(dá)系統(tǒng)中所應(yīng)用的宿主細(xì)胞包括大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、枯草芽孢桿菌等,其中大腸桿菌為最常用的原核宿主細(xì)胞。利用原核表達(dá)重組技術(shù),可以大量高效地合成多種生物活性多肽,即可通過(guò)設(shè)計(jì)合適的DNA模板來(lái)控制多肽的序列,為多肽合成藥物的基因合成奠定了基礎(chǔ)。 Li 等在原核細(xì)胞BL21( DE3) pLysS中成功地表達(dá)了ChickenIFN-y ,并通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)證明了ChickenIFN-y 具有較強(qiáng)的抗病毒活性,是原核宿主細(xì)胞應(yīng)用于多肽合成的范例。Lu等利用重組技術(shù)將水蛭素基因與小泛素相關(guān)修飾物( SUMO) 融合,最后在大腸桿菌中高效地表達(dá)了水蛭素( HV1) 亞型。傳統(tǒng)的花生油提取工藝主要采用高溫壓榨法和有機(jī)溶劑浸提法,這兩種方法由于其中的花生蛋白在高溫下嚴(yán)重變性或者是有機(jī)溶劑的殘留問(wèn)題,不能夠充分地被利用,張友維等利用重組技術(shù)成功地在枯草芽孢桿菌中發(fā)酵制備了花生多肽,提高了花生蛋白的利用率。
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