1.7目的蛋白的酶活檢測
采用Bradford法進行蛋白含量的測定,采用黃嘌呤氧化酶法測定目的蛋白的活力。
2結果
2.1人參Cu/Zn-SOD基因的克隆及測序
人參葉總RNA經電泳檢測,條帶清晰明亮,無降解。RT-PCR擴增結果,電泳結果顯示,在約464 bp處出現與預期大小一致的單一條帶。測序結果與NCBI上公布的高麗參Cu/Zn-SOD對比,其同源性為99%。目的基因與質粒pET-28(a)連接成功後,經NcoⅠ和XhoⅠ雙酶切,電泳結果顯示,在約5 225,464 bp處出現預期大小的2條帶,說明載體構建成功。目的基因的基因編碼氨基酸序列,經DNAMAN程序進行氨基酸翻譯,共有154個氨基酸。經網絡程序預測,154個氨基酸相對分子質量為15.46 kDa,加上組氨酸標簽翻譯的氨基酸相對分子質量0.84 kDa,目的蛋白的相對分子質量為16.30 kDa。
2.2人參Cu/Zn-SOD的表達及純化
含有重組子的菌株接種到LB液體培養基後,在培養3 h時達到其對數生長期,此時進行IPTG誘導表達,當誘導表達至4 h時達到最大表達量。其電泳圖經凝膠圖像分析係統分析,表達量約為44.42%。誘導後的菌體沉澱進行破壁處理得到包涵體沉澱,使用TritonX-100洗滌3次時效果較好,使用2 mol·L-1尿素溶液複性時包涵體沉澱的溶解性較好。處理好的樣品與鎳離子親和色譜柱結合,選用20 mmol·L-1咪唑濃度為最佳洗脫濃度,純化後的目的蛋白經電泳檢測呈單一條帶。
1. 對照菌誘導0.5 h;2. 重組菌誘導0.5 h;3. 對照菌誘導1 h;4. 重組菌誘導1 h;5. 對照菌誘導2 h;6. 重組菌誘導2 h;7. 對照菌誘導3 h;8. 重組菌誘導3 h; 9. 對照菌誘導4 h;10. 重組菌誘導4 h;11. 對照菌誘導5 h;12. 重組菌誘導5 h;M. Maker(自上而下依次為97.2,66.4,44.3,29.0,20.1,14.3 kDa)。
Fig.4 SDS-PAGE elecrophoretogram of strains induced at different time
M. Maker(自上而下依次為97.2,66.4,44.3,29.0,20.1,14.3 kDa);1. 粗酶液;2. 流穿;3. 目的蛋白。
Fig.5 SDS-PAGE elecrophoretogram of purified Cu/Zn-SOD
2.3人參Cu/Zn-SOD的酶活
純化後的目的蛋白經Bradford法測定其蛋白含量,以牛血清白蛋白為標準品,繪製標準曲線,回歸方程為Y = 0.138 6X + 0.021 6,相關係數r= 0.992 1。經黃嘌呤氧化酶法測定目的蛋白的酶活為10 596.69 U·mg-1。
3討論
本研究選用的pET-28(a)載體是高效原核表達載體,具有T7啟動子,在沒有誘導劑存在時,由lacI的基因產物(阻遏物)與操縱區lacO結合,阻止基因的轉錄,目的蛋白不表達,而加入誘導劑後,阻遏物離開操縱區,質粒上受T7啟動子控製的含目的蛋白基因的DNA被轉錄,目的蛋白開始表達[11]。根據pET-28(a)載體的多克隆酶切位點區,選取NcoⅠ和XhoⅠ作為酶切位點,設計特異引物,並保留其組氨酸標簽序列,便於目的蛋白的純化。
原核表達體係在高效表達外源基因時,表達蛋白常常在細胞內聚集形成包涵體。本研究中,包涵體采用溶菌酶方法進行破菌處理,取得了較好效果,包涵體經離心沉澱後使用Triton X-100洗滌,去除了破菌後殘留的膜蛋白。由於包涵體中的蛋白大部分都失去了天然的空間結構,分子緊密積聚成顆粒狀,其溶解性很差,本文通過實驗驗證,使用2 mol·L-1尿素可以很好的溶解包涵體,少量的變性劑經短暫透析即可除去,使表達蛋白恢複到三維空間結構,便於下一步的純化及活性檢測。
固相金屬親和色譜是近20年發展起來的一項新型分離技術,目前已逐漸成為分離純化蛋白質等生物工程產品最有效的技術之一[12]。本研究選擇鎳離子親和色譜純化目的蛋白,具有特異性好、化學和物理穩定性好、批次重複性好等特點。
本文成功構建了人參pET-28(a)-Cu/Zn-SOD原核表達載體,並且表達量高,純化工藝簡便,便於大量生產,為進一步研究人參Cu/Zn-SOD生物學功能奠定了基礎,同時為有效利用人參資源提供一條新的途徑和思路。
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