人分泌磷蛋白2(SPP2)基因的克隆、原核表达与活性检测

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目的:分泌磷蛋白2(Secreted Phosphorprotein2,SPP2)是最初从牛骨密质中分离纯化的一种非胶原基质蛋白质,由于在其第131到139位氨基酸残基处存在一段富含磷酸化丝氨酸的序列且分子量约为24kDa,因而又被称为分泌磷蛋白24(SPP24)。研究表明,SPP2可抑制半胱氨酸蛋白酶、参与骨形成、存在于血清胎球蛋白矿物质复合物(FMC)中并抑制钙化作用,但其作用机制尚未明确。本研究的目的就是通过基因工程技术,将人SPP2成熟蛋白基因片段克隆到原核表达系统中进行诱导表达,从而获得高纯度的重组蛋白并检测其生物学活性。   方法:提取人肝癌组织总RNA,通过RT-PCR方法扩增人SPP2成熟蛋白编码区基因并克隆至原核表达载体pET-22b(+),将测序正确的质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导重组蛋白表达,用Ni-NTA柱层析进行纯化,SDS-PAGE及Western-blot检测、鉴定目的蛋白的表达。通过重组蛋白对木瓜蛋白酶的抑制作用检测其生物学活性。在不同时间、温度下对重组蛋白进行热处理,研究其对木瓜蛋白酶抑制作用的影响。   结果:重组质粒测序和酶切结果显示SPP2成熟蛋白基因已成功克隆到pET-22b(+)。IPTG诱导重组菌后有25kDa大小的目的蛋白表达。优化诱导表达条件后获得可溶性表达的目的蛋白,纯化后纯度达90%,Western-blot表明其具有His标签抗原活性。重组SPP2成熟蛋白可抑制木瓜蛋白酶的水解作用(酪蛋白为底物),重量抑制比为1:3.1,抑制比活性为2511U/mg。对重组SPP2进行热处理,随着处理温度的升高和处理时间的延长,重组SPP2对木瓜蛋白酶的抑制活性明显降低。   结论:本研究采用基因工程的方法,利用大肠杆菌表达系统,重组表达了具有生物学活性的可溶性人SPP2成熟蛋白。木瓜蛋白酶是典型的半胱氨酸蛋白酶,本研究通过实验检测了重组SPP2对木瓜蛋白酶的抑制作用,表明SPP2具有半胱氨酸蛋白酶抑制剂活性,为进一步研究SPP2的生理功能和作用机制奠定了基础。
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