论文部分内容阅读
目的:利用大肠杆菌系统表达重组人成纤维细胞生长因子-16(rhFGF16),通过优化表达以及纯化条件,获得可溶和包涵体两种表达形式的高纯度及高活性的重组hFGF16蛋白,并建立hFGF16蛋白的生物学活性检测方法。此外,在细胞分子层面研究hFGF16蛋白促进H460 cells的增殖作用及其增殖的发生机制。 方法:从Gene Bank中筛选目的基因人FGF16,进行大肠杆菌偏好性优化后并合成基因FGF16,经质粒扩增后与表达载体pET-3d进行双酶切连接,构建新的重组子 pET-3d-hFGF16。重组子经双酶切和基因测序鉴定后,转化至 E.coli BL21(DE3) pLysS感受态细胞中制备表达工程菌株,通过筛选以获得稳定性高的表达量较高的工程菌。通过优化发酵工艺参数,调节目的蛋白的可溶性表达以及包涵体表达,其中包涵体部分经6M盐酸胍变性后经一步逐滴稀释至0M盐酸胍缓冲液中,离心并收集沉淀,沉淀部分再次经8M脲进行变性,然后透析至4M脲缓冲液中,再依次稀释至2M脲缓冲液-0M脲缓冲液中,离心收集上清即为可溶蛋白。基于hFGF16蛋白等电点以及肝素亲和性,建立了可溶性与包涵体两种表达形式蛋白的纯化方法。重组蛋白hFGF16经SDS-PAGE联合Western blot鉴定后,利用MTT法检测重组蛋白hFGF16对NIH3T3细胞的促增殖活性。基于亚家族成员FGF9能促进胚胎时期肺的发育以及肺支气管的分化和肺相关癌症的进程,建立了利用MTT法检测hFGF16促进H460 cells增殖的作用,同时通过Western blot筛选相关增殖信号通路,其中对经典的促细胞增殖的信号通路Akt以及 MAPK信号通路进行了验证,并进一步引入了该信号通路中关键蛋白的抑制剂组分,通过MTT结合Western blot的检测方法确定了hFGF16的促增殖作用机制。 结果:经大肠杆菌表达偏好性优化的目的基因成功地导入至表达载体pET-3d中并构建重组表达质粒pET-3d-hFGF16,重组质粒转化至E.coli BL21(DE3) pLysS表达菌株中。通过优化表达条件成功获得可溶性和包涵体两种表达形式的蛋白,包涵体部分经过两次变性和复性处理获得可溶蛋白,两种存在于上清中的hFGF16蛋白,经阳离子交换层析柱和肝素亲和层析柱纯化得到的蛋白纯度>95%,其中可溶性形式蛋白收率约为130 mg/g,包涵体形式蛋白收率约为240 mg/g。细胞活性检测证实,纯化的重组蛋白能显著地促进NIH3T3细胞的增殖,在3 ng/mL~100 ng/mL之间呈现剂量依赖性,且两种形式表达蛋白无明显的统计学差异性。细胞实验结果表明,hFGF16能促进NCl-H460 Cells的增殖并通过激活关键蛋白Akt和Erk1/2以及p38 MAPK的磷酸化来促进NCl-H460 cells的增殖作用。 结论:成功构建表达质粒pET-3d-hFGF16以及在E.coliBL21(DE3) pLysS中成功表达了具有高生物学活性和高纯度的rhFGF16蛋白,并建立了可溶及包涵体两种表达形式蛋白的纯化方法及利用NIH3T3细胞株测定hFGF16蛋白的生物学活性的方法。另外,细胞实验证明rhFGF16通过激活Akt和Erk1/2以及p38 Mapk信号通路来促进H460 cells的增殖作用。