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蜂毒肽(melittin)是一种两亲性α-螺旋活性短肽,具有抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗病毒和溶血等多种生理活性,在医药、保健品和化妆品等行业拥有广泛的应用前景。但由于其抗菌活性及分子量较小,难以在微生物中表达和纯化蜂毒肽。本研究通过蛋白融合表达的方式,将蜂毒肽基因与不同标签基因进行融合表达,克服了蜂毒肽对宿主细胞的致死性,筛选出高效可溶性表达的重组菌株,通过亲和层析、蛋白酶消化和分子筛层析等手段纯化了蜂毒肽,并通过抑菌试验确认其抗菌活性。主要研究内容包括:(1)化学合成了含有信号肽、前导肽和成熟肽的前蜂毒肽基因,设计引物,克隆获得了前蜂毒肽proMET基因片段和成熟肽MET基因片段。proMET和MET基因分别与6×His,Strep II,MBP和GST等标签基因进行融合重组构建,并在E.coli BL21中诱导表达。在0.1 mmol·L-1 IPTG诱导后,重组菌株E.coli BL21/pET-MBP-proMET、E.coli BL21/pET-MBP-MET和E.coli BL21/pGEX-MET实现了蜂毒肽的可溶性表达。(2)重组菌株E.coli BL21/pET-MBP-proMET和E.coli BL21/pET-MBP-MET细胞破碎液上清,使用Ni柱和MBP柱两步亲和层析纯化,即得到纯度高达90%的目标蛋白,每1 L菌液可以纯化获得约20 mg的纯融合蛋白MBP-proMET和MBP-MET。MBP-proMET和MBP-MET经TEV酶切,获得了MBP-proMET、MBP和proMET三条条带,但经Superdex 75柱层析纯化后,三者无法分离。后续为优化分离效果,引入HRV3C酶切位点或在TEV酶切位点的C端引入柔性连接子“GG”或“GGGG”等,均无法准确分离目的条带proMET和MET。(3)GST-MET在重组菌株E.coli BL21/pGEX-MET中可溶表达,GST标签部分表达,重组蛋白GST-MET经GST柱亲和层析后,GST同时富集,纯化后的GST-MET融合蛋白里含有部分GST。GST-MET用PreScission蛋白酶消化12 h,再经Glutathione Sepharose HP和Superdex Peptide柱两步层析纯化,最终获得了纯度高达90%的MET。(4)经牛津杯抑菌试验和微量稀释涂布试验确认MET的抑菌活性,结果显示MET对E.coli JM109,Bacillus pumilus和Staphylococcus pasteuri均具有明显的抑菌效果,且对革兰氏阳性菌株B.pumilus和S.pasteuri的生长抑制率分别为97%和68.6%,高于对革兰氏阴性菌株E.coli JM109的52.5%。通过I-TASSER服务器预测MET的三维模型,并用PyMOL将其与蜂毒肽的已知结构(PDB ID:2MLT|A)进行比对,RMSD=1.779?。