重组蛋白包涵体的复性研究

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1、重组蛋白包涵体的复性研究杨晓仪，林键，吴文言(中山大学生命科学学院，中国广东广州510275)摘要：重组蛋白在大肠杆菌中的高表达往往形成不可溶、无生物活性的包涵休，需经过变性溶解后，在适当条件下奴性形成天然的构象，才可恢复其生物活性•变复性实验是建立在对蛋白质体外折叠机制的了解的基础上.根据近年来对蛋白质折叠机制的认识和重组蛋白包涵体在复性方面的主要进展，论述以下3个方面的内容：1)蛋白质在细胞内的折叠机制;2)蛋白质体外折叠机制;3)蛋白质复性的策略和方法.关键词:蛋白质折叠;包涵体;蛋白质复性;二硫键形成屮图分类号:Q51

2、文献标识码:A文章编号：1007-7847(2004)02-0100-06RenaturationoftheInclusionBodiesWithinRecombinantProteinYANGXiao-yi,LINJian,WUWen-yan(SchoolofLi/eSciences,SunYat-SenUniversity,Guangzhou510275,Guangdong,China)Abstract：OverexpressionofrecombinantproteinsintheEscherichiacollcytop

3、lasmoftenresultsintheformationofinsolubleinclusionbodies.Activeproteincanberecoveredbysolubilizationofinclusionbodiesfollowedbyrenaturationofthesolubilizedprotein•Theprocessofrenaturationisestablishedintheunderstandingtothemechanismofproteinfoldinginvitro.Accordin

4、gtotheprogressionofproteinfoldingresearch,threequestionsarereviewed:1)theproteinfoldinginvivo;2)themechanismofproteinfoldinginvitro;3)therenaturationstrategy.Keywords:proteinfolding;inclusionbody；renaturation;theformationofdisulfidebond(LifeScienceResearch,2004,8(2

5、):100-105)收稿日期:2003-11・()3;修回日期:2004-01-21基金项目：国家自然科学基金资助项目(39970583,30271580);广东省自然科学基金资助项目(001216);广东省重点科技攻关项目(2003C104003);广州市科技计划(2OO3J1-C0061)作者简介：杨晓仪(1978-),女，广东云浮人，中山大学生命科学学院硕士研究生；吴文言(1962-),女，上海人，中山大学生命科学学C19読脳牺觀谕恥諭屈刪嬴俪讎I徽翻证贅矽呢箱畴fl丽酗他㈣咆區3.^tp:/.vvvvv.cnki.n

6、et大肠杆菌表达系统是目前最常用的外源蛋白表达系统，其重组蛋口的表达量可达细胞蛋口的50%,然而，重组蛋白的高表达往往导致形成不溶的、没冇生物活性的包涵体.目前的技术难点是溶解包涵体然后除去变性剂，以使重组蛋口再折叠(refolding)成活性形式而无蛋白质聚集，这对于那些二硫键数目较多的重组蛋白尤其重耍.因此，包涵体的变复性问题，仍然是制约基因工程产品产业化的关键因索之一，而对蛋白质折叠过程及其机理的深入研究与理解是解决重组蛋口体外复性的重要基础.1蛋白质的体内折叠近年来的发现说明新生肽在细胞内的折叠和成熟具有两种机制：自发

7、折叠和其他蛋白辅助折叠能自发完成的细胞内新生肽链的折叠是分阶段的，从相邻氨基酸的相互作用力始多肽链的生成引起二^吉构的形成,进而形成三级结构.Baldwin认为蛋白质折叠起始的三种因索是疏水作用、二级结构及某些特殊作用力(如二硫键P叫而在多数情况下，新生肽在细胞内的折叠和成熟不能自发完成的，而是需要别的蛋白质帮助.真核蛋白质的折叠和装配往往受到其他蛋口或酶的严格调控.在细胞中，蛋白可能与分子伴侣(chaperon)或折叠酶(foldase)共表达岂表达量很低；也可能进行翻译后修饰分泌出去.现在已知的参与新生肽链折叠的蛋白有两类

8、：一类是催化蛋白特定异构化的酶，限制蛋白质折叠的速度，如催化二硫键正确形成的二硫键异构酶(PDI蛋白)⑶、催化脯氨酸异构反应的脯氨酸顺反异构酶(PPI)⑷等，它们称为折盞酶，另一类辅助蛋白能与多肽链短暂暴露的疏水区结合，从而防止不正确的聚集作用和错误的装配，如GroEL'51