TEV蛋白酶的重组表达与固定化研究

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TEV蛋白酶(tobacco etch virus protease)是烟草蚀斑病毒编码的NIa蛋白中27 KD的催化结构域。它能特异性识别含有7个氨基酸E-Xaa-Xaa-Y-Xaa-Q-(G/S)的特定序列并对其进行切割。近年来随着蛋白组学研究的迅速发展,重组蛋白已在各个领域的运用不断增多,为了研究目的蛋白的结构与功能,我们通常要将重组蛋白的融合标签去除,而目前广泛应用的就是利用TEV蛋白酶进行特异性切割。本实验对重组TEV蛋白酶的性质及其固定化进行了深入研究。  根据大肠杆菌密码子的偏爱性我们成功运用重叠PCR技术人工合成TEV蛋白酶基因。本实验通过对重组His6-TEV蛋白酶表达条件的探索,将TEV蛋白酶的产量提高到145mg/L。之后对其进行的活性分析实验表明,该重组蛋白酶具有高活性、高稳定性,而且还具有耐受一定浓度添加剂的特性。结果表明,重组His6-TEV蛋白酶在含有四种亲和层析缓冲液(His,MBP,GST,Strep标签)的酶切体系中仍保持高活性,同时该酶也能耐受较高浓度的常用蛋白质纯化添加剂,如乙二醇,Triton X-100,EGTA,Tween-20,NP-40,CHAPS,SDS,尿素,盐酸胍和β-巯基乙醇。  为了制备固定化TEV蛋白酶,我们利用酰基载体蛋白(acyl carrier protein,ACP)作为中间桥梁,新合成了重组His6-ACP-TEV蛋白酶。该蛋白酶与His6-TEV蛋白酶相比,在表达条件和产量上都具有优越性,同时该蛋白酶也具有活性高,稳定性强和耐受一定浓度蛋白纯化常用添加剂的特性。  本研究利用酰基载体蛋白ACP在大肠杆菌体内通过共表达的holo-ACP合成酶(holo-ACP synthase,AcpS)进行的修饰作用,使得重组ACP-TEV蛋白酶上的ACP蛋白基团带有一个巯基,随后通过共价结合的方法将其与固化巯基琼脂糖凝胶基质结合,从而成功制备了固定化重组ACP-TEV蛋白酶。经检测该固定化酶能够多次重复使用,并且保持高活性,高稳定性。该研究在一定程度上解决了目前商业化重组TEV蛋白酶价格昂贵,而且其带有融合标签参与酶切反应后不易去除的缺点,同时也为TEV蛋白酶的应用以及大规模工业化生产重组蛋白奠定基础和提供新的思路。  
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