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白细胞介素2(Interleukin-2,IL-2)主要是由T细胞和NK细胞等产生的15.5~17.2Ku的糖蛋白。IL-2是细胞免疫应答过程中的一个初始因子,在免疫学中起着非常重要的作用,其最重要的功能是诱导T淋巴细胞增殖和分化,并且具有刺激T辅助细胞和自然杀伤细胞分泌细胞因子等功能。目前,在国内人的重组IL-2己在临床上得到广泛的应用,但对重组猪IL-2的研究较少。为了研究和开发猪IL-2用于相关疫病的治疗或预防,我们首先克隆了猪IL-2基因,然后利用基因工程技术在巴斯德毕赤酵母中进行表达、纯化和分析研究。
1.本研究采用刺激诱导技术和RT-PCR技术,从外周血单个核细胞中成功克隆到猪IL-2基因,其全长465bp,共编码154个氨基酸残基的前体蛋白,分子量约为17.24Ku。分析表明:克隆的猪IL-2基因序列与参考序列的同源性为98%,与人、牛、狗的同源性较高,而与鸡的同源性较低。
2.将猪IL-2基因和真核表达载体pPIC9K同时酶切构建重组表达载体,转化JM109菌后,提取重组表达质粒pPIC9K-IL-2。采用限制性内切酶SalI将重组质粒pPIC9K-IL-2线性化后,通过电击法将其转化到巴斯德毕赤酵母GS115感受态细胞中,并用G418抗性梯度筛选法,获得高拷贝重组菌株,然后利用1%甲醇进行诱导表达,经SDS-PAGE电泳分析表明:在摇床水平中表达出约17Ku大小的分泌性目的蛋白。
3.通过对pH、温度和溶氧水平等发酵工艺条件的调整,将高拷贝重组毕赤酵母菌株在5L发酵罐中进行间断补料高密度发酵,将表达上清液进行SDS-PAGE和薄层扫描分析,目的蛋白占上清总蛋白含量的70%以上,诱导96小时的目的蛋白表达量高达1.95g/L。采用SephadexG-100分子筛层析对其表达产物进行分离纯化,纯化结果理想,这为今后采用酵母表达系统大规模高效分泌表达和纯化IL-2,开展其结构与功能研究奠定了基础,同时也为猪重大疫病的有效预防和控制提供了技术和物质支持。