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蓝藻属光合自养生长,培养条件简单,成本低廉,只需光、CO2、无机盐和合适的温度就能生长,适于大规模生产。用蓝藻为表达宿主制备hTNF-α口服保健品,可以避免大肠杆菌产生内毒素、表达产物生成包涵体等弊端,能降低下游生产成本。
人肿瘤坏死因子-α(humantumornecrosisfactorα,hTNF-α)对肿瘤组织和肿瘤细胞有特异的杀伤作用,是迄今为止唯一能够直接杀死肿瘤细胞的天然因子,可能成为极有前景的抗癌药。
本文用5L瓶培养转hTNF-α基因的鱼腥藻7120(Anabaenasp.PCC7120),进行藻体破碎及一系列处理分离和纯化hTNF-α,得到了从转基因鱼腥藻中获得一定纯度hTNF-α的优化条件。实验结果如下:
1.用装有4LBG-11培养液的5L大瓶,培养转hTNF-α基因的鱼腥藻7120(Anabaenasp.PCC7120),90μmol/m2.s-1光照下培养,其24d时表达量最高,是收集藻细胞的最佳时期。
2.通过提取缓冲液及蓝藻细胞破碎方法的筛选,得出hTNF-α的最佳溶出条件为:0.05mol/L的pH7.5Tris-HCl缓冲液,NaCl0.2mol/L,EDTA0.01mol/L;超声波法破碎最佳条件:超声功率为800W,间歇时间为1s,工作时间为0.5s,湿藻与破碎液的质量体积比为1:15,总超声时间为8min,超声一次;冻融处理的最佳条件:体积最好<1.5mL,先在-20℃冻存过夜(12h),融化后离心取上清,然后再在藻体中加入同样体积的破碎缓冲液-20℃冻2h,融化后离心取上清,两次上清合并。
3.用温度和盐析对粗提液进行初步纯化,确定出最佳的处理温度为:55℃处理30min;最佳的盐析条件为:蛋白浓度为1.2~1.8mg/mL,最好接近1.8mg/mL,温度为4~18℃,硫酸铵分级沉淀范围为:30﹪~60﹪,pH为6.5;最佳的初步纯化工艺为:将蛋白粗提液先用30﹪饱和度的硫酸铵处理1h后,然后直接用温度55℃处理30min,12,000r/min离心30min,将上清再用60﹪饱和度的硫酸铵处理1h,12,000r/min离心30min收集沉淀hTNF-α,用上柱缓冲液溶解。其hTNF-α回收率能达到86.83﹪,并可将约91.2﹪的杂蛋白去除,纯度达到4.54﹪,纯化倍数为9.880。
4.离子交换层析:比较了几种离子交换填充柱材料的纯化效果;最后选择用DEAE-SephadexA50,然后又对洗脱液的最佳洗脱NaCl梯度和方式作了筛选。选择出最佳的NaCl洗脱方式为阶段洗脱。能使hTNF-α的回收率达到75.67﹪,纯度达到45.36﹪,纯化倍数为29.36。