藏猪IGF-1成熟肽在毕赤酵母GS115中的表达

摘要

近年来,胰岛素样生长因子-1(IGF-1)成为研究者们关注的一个重要基因和研究热点,IGF-1能促进细胞对葡萄糖和氨基酸摄取与利用,增加糖原、脂肪和蛋白等的合成,刺激细胞遗传物质的复制、细胞增殖分化、性腺分泌,促进产后动物泌乳以及新生动物肠道发育等功能.目前,本课题已成功克隆了藏猪IGF-1基因及序列分析,但国内尚未见关于藏猪成熟肽IGF-1表达及活性研究报道.Ma等研究表明,猪血浆中的IGF-1水平与猪的体重及增重成正相关,在猪的生长和生殖调控中具有具有重要的生理作用,但血液中IGF-1的含量很低,提取纯化根本无法满足基础研究及治疗需要,且人工合成成本高,采用基因工程在体外大量获得具有生物活性的IGF-1成熟蛋白将是实现IGF-1作用的根本.笔者曾采用大肠杆菌表达系统对IGF-1基因进行原核表达,但原核表达系统缺少蛋白质翻译后修饰和加工,很难表达出具有天然活性的成熟肽,如果把它制成新型的动物生长制剂,后期处理程序较复杂,生产成本高,使得IGF-1在临床的应用将受到限制.毕赤酵母表达系统被认为是一种较为理想的外源蛋白表达系统,该系统遗传稳定,适于高密度培养、重组表达产物杂蛋白少,表达出来的成熟肽具有天然活性.因此本试验利用PCR技术扩增出藏猪IGF-1成熟肽基因,克隆到分泌表达载体pPIC9K并转化至毕赤酵母GS115中,进行真核表达,为进一步研究其生物学功能及其开发IGF-1蛋白作为一种新型的动物生长制剂提供科学依据.本试验在反向引物后端直接合成上His尾巴和c-myc标签,克隆出IGF-1成熟肽基因,克隆到pPIC9k上,转化GS115中,甲醇诱导,获得了具有促进细胞增殖生物活性的体外重组IGF-1成熟肽蛋白。本试验是未经优化的基因,仅仅通过pPIC9K表达载体上一段信号肽序列a因子信号序列来介导IGF-1成熟肽的分泌表达,添加以便后期纯化的His标签和便于检测重组蛋白在靶细胞中表达的c-myc标签,简单的优化发酵条件是远远不够的,今后研究中还可以采用优化密码子、应用AOX1和UAP启动子组合共表达重组蛋白等方法来提高蛋白质的表达量,为藏猪IGF-1成熟肽应用于畜牧业并且规模化生产进行进一步摸索。

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