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干扰素(简称IFN)是一种具有抗病毒、调节免疫、抑制细胞分裂和促进细胞凋亡等多种生物学活性的细胞因子。信号肽是指在新合成的多肽链中指导蛋白质跨膜运输的氨基酸残基,其长度绝大多数是20~30个氨基酸残基,以含疏水氨基酸为主,位于“N”端。信号肽对蛋白质的定位有着非常重要的作用,尤其是适当改造信号肽结构可以提高外源蛋白的分泌效率。多数外源基因在大肠杆菌宿主中过量表达时,常常导致表达产物在胞内形成不溶性的聚集体,即形成包涵体。包涵体表达具有表达量大的优点,但其中的重组蛋白缺乏生物学活性,需要进行变性和复性才能恢复其活性。因此,改造包涵体重组表达质粒,向其中加一段L-天(门)冬酰胺酶Ⅱ(ASP)信号肽,用以提高外源蛋白的分泌效率,这种方法对真核分泌蛋白尤为有效。
本研究设计一对特异性引物,从鸡肝脏中扩增出编码α干扰素的成熟蛋白基因(ChIFN-α);将扩增得到的鸡α干扰素的成熟蛋白基因与原核表达载体pET-28a(+)融合,构建成原核重组表达质粒pET-28a/ChIFN-α,并对其诱导表达,考察编码鸡α干扰素的成熟蛋白基因的表达效果;在此工作的基础上,通过设计一对特异性引物,从大肠杆菌中扩增出编码ASP信号肽的基因片段,将ASP信号肽基因插入到pET-28a/ChIFN-α质粒中构建成分泌型原核重组表达质粒pET-28a/ChIFN-α-ASP,并对其进行诱导表达,考察ASP信号肽在重组表达质粒中的分泌表达作用和编码鸡α干扰素的成熟蛋白基因的表达效果。
研究结果表明,已构建的两种原核重组表达质粒均能表达鸡α干扰素成熟蛋白。其中,原核重组质粒pET-28a/ChIFN-α的表达方式为包涵体型,蛋白表达量为27%;重组质粒pET-28a/ChIFN-α-ASP的表达方式为分泌型,蛋白表达量为38%。通过对这两种重组质粒的表达效果比较得出,原核重组质粒pET-28a/ChIFN-α-ASP对外源基因进行分泌型诱导表达,不形成包涵体,从而简化了变性、复性过程,为筛选出鸡α干扰素成熟蛋白的高效表达菌株奠定了基础。