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蜂毒肽Melittin是蜜蜂蜂毒中的主要成分之一,具有广谱抗菌作用,对20余种革兰阳性和阴性细菌的生长繁殖有抑制作用。蜂毒肽的发现为开发全新的抗菌药物和生物农药提供了可能。目前蜂毒肽主要从蜂毒中提取或利用化学合成法获得,但是从蜂体内提取蜂毒肽难以将与蜂毒肽分子量相近的磷脂酶A2完全去除而用化学合成法成本过高,这些都严重制约了蜂毒肽的研究和运用。生物工程技术的发展为生产蜂毒肽提供了一条新的途径。
本课题运用现代分子生物学技术,人工设计蜂毒肽基因序列并在两端加入合适的酶切位点;利用化学合成法和PCR技术相结合的原理扩增出蜂毒肽基因;然后连接上pMD18-T载体,在大肠杆菌JM109中增殖和保存;将质粒pMD18-T-Melittin用BamHI酶切后连接表达载体pESP-2,构建GST-Melittin融合蛋白;表达载体pESP-2上有受硫胺素浓度严格调控的启动子nmt1的全长序列Pnmtl,实现融合蛋白在裂殖酵母中的表达;最后通过GST亲和层析法一步纯化得到融合肽。在培养基中除去硫胺素诱导表达,能提高GST-Melittin的翻译水平。
实验的目的是尝试用基因工程的方法生产蜂毒肽融合蛋白,得到高表达稳定整合菌株,降低蜂毒肽表达时的毒性,并有利于蜂毒肽更有效的表达和纯化。
研究结果如下:
1)根据酵母密码子的偏好性成功的克隆了蜂毒肽基因,测序正确;
2)成功的构建了蜂毒肽融合蛋白表达载体pESP-Melittin;
3)在裂殖酵母中表达融合蛋白,用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测得到分子量约30KD的单一条带;
4)蛋白质印迹检测表明,融合蛋白与GST抗体特异结合形成抗原-抗体复合物;
5)1升培养液收集到约5克鲜活酵母菌,纯化得到400微克融合蛋白;
6)成功的将蜂毒肽融合蛋白表达载体转入寄主酵母细胞中,表明以融合蛋白的形式表达蜂毒肽,能够降低其对宿主细胞的毒性。