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大分子多肽类抗肿瘤抗生素是当前医学、化学及分子生物学领域的研究热点。C1027是由链霉菌Streptomyces globisporus C1027产生的一种新的大分子多肽类抗肿瘤抗生素,C1027分子由一个蛋白与一个发色团两部分构成,蛋白部分含110个氨基酸,分子量为10500 Da;发色团含典型的烯二炔结构,分子量850Da。C1027可引起DNA的单链断裂及双链断裂,对肿瘤细胞具有强烈的杀伤作用,是迄今已报道的抗肿瘤活性最强的多肽类抗生素。但C1027属于大分子蛋白类,应用于人体可能存在免疫反应,降低C1027的分子量将具有重要的临床价值;C1027是肿瘤导向治疗的理想“弹头”药物,C1027与单抗Fab段偶联,偶联物对肿瘤细胞具有特异性的杀伤作用,进一步降低C1027的分子量,对获得更为有效的小型化“弹头”药物具有十分重要的意义。 本研究用基因工程方法制备截去C-末端16个氨基酸的C1027蛋白,克隆了编码C1027蛋白部分N-末端94个氨基酸的基因片段,Apo-C1027(94)基因;在变铅青链霉菌S.lividans TK54中表达,对表达蛋白进行分离纯化,与C1027发色团组装,获得重建分子C1027(94),并测定了重建分子的抗肿瘤作用。 以C1027产生菌总DNA为模板,采用PCR技术扩增,获得编码Apo-C1027缺失C-末端16个氨基酸的区段及上游区信号肽序列,Apo-C1027(94)基因。采用TA克隆技术将Apo-C1027(94)基因插入到大肠杆菌质粒pUC18,构建成克隆载体pUC1027,核苷酸序列分析表明,插入片段与已知序列完全一致。把Apo-C1027(94)基因克隆至链霉菌高效表达载体pIJ459红霉素抗性基因启动子下游、构建成表达质粒pIJ1027。以酶联免疫吸附法(ELISA)测定了工程菌菌体内及培养液中Apo-C1027(94)的表达量,发现Apo-C1027(94)主要分泌于培养液,84小时分泌量最高、最高表达量为1.6 mg/L。工程菌经84小时培养、离心收集培养液,经硫酸铵盐析,羟基磷灰石吸附,Sephadex G-50凝胶过滤及DEAE-纤维素离子交换层析等步骤,获得较高纯度的Apo-C1027(94)蛋白。SDS-PAGE分析呈单一区带,分子量9 kDa左右,与理论值相近。ELISA及Western blot分析表明,所纯化的蛋白与抗C1027单克隆抗体F9有明显的免疫反应。表明所纯化的蛋白为Apo-C1027 N-末端94个氨基酸的片段,即Apo-C1027(94)。 我们研究了Apo-C1027(94)与C1027发色团的组装特性。Apo-C1027(94)