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膜蛋白是一类结构独特功能强大的蛋白质,执行多种基本而又重要的细胞生物学功能,如:物质的运输,膜内外信号的传递及能量转换等,是多种药物的作用靶点。但是,膜蛋白含量低、疏水性强、水溶性不好,且大部分存在糖化、乙酰化、甲基化等翻译后修饰,造成膜蛋白在结构上的特异性,对当前的蛋白质组学技术提出了巨大的挑战。因此,如何分离纯化和鉴定生物膜上的膜蛋白,特别是膜内在蛋白,是生物膜蛋白组学现阶段研究的重点和难点。
家蚕杆状病毒在细胞的感染晚期以出芽病毒的方式穿过宿主细胞膜,被病毒穿膜后的宿主破碎细胞膜融合后形成细胞膜囊泡。本文以家蚕杆状病毒感染晚期的蚕蛹为材料,经过匀浆、低速离心、超速离心、密度梯度离心等一系列技术手段,获得较纯的细胞膜囊泡,然后采用含有两性离子去垢剂(CHAPS)的膜蛋白提取液从细胞膜囊泡中提取膜蛋白。利用自制的PRMC2抗体亲和层析柱初步对目的蛋白进行分离纯化,再利用AKTAexplorer10蛋白纯化系统的离子交换层析和凝胶过滤层析进一步分离纯化,获得的蛋白样品最后经过双向电泳进一步分离后,通过MALDI-TOF-MS质谱分析鉴定为家蚕膜蛋白孕酮受体膜组件2(Progesteronereceptormembranecomponent2简称PRMC2)。
为了探索PRMC2的蛋白三维结构,我们采用悬滴法结晶来进行研究,由于天然膜蛋白丰度很低,不利于大量富集进行结晶研究,因此,我们通过构建两种重组原核表达质粒pET-28a-PRMC2和pET-28a-MnSOD-PRMC2,并在大肠杆菌中表达,通过镍柱和阴离子交换层析分离纯化该目的蛋白,将纯化后的目的蛋白进行结晶条件探索,并得到PRMC2蛋白的针状簇形不规则蛋白质晶体。
为了对该蛋白结晶进一步探索和优化,我们将该蛋白疏水区的跨膜域和亲水区的功能域进行分段表达,分别构建pET-28a-PRMC2TM(TM为跨膜域的简写)和pET-28a-PRMC2FT(FT为功能域的简写),并在大肠杆菌中表达,通过镍柱和阴离子交换层析分离纯化这两种目的蛋白,并将纯化后的目的蛋白分别进行结晶条件探索,得到PRMC2FT蛋白的不规则蛋白质晶体。
本课题分离纯化到一种天然家蚕膜蛋白PRMC2,对天然膜蛋白的纯化提供了方法学上的参考,同时家蚕膜蛋白PRMC2的结晶研究也取得了一定的结果,为该蛋白今后的结构和功能研究奠定了基础。