结核分枝杆菌膜蛋白的异源表达与纯化研究进展.pdf

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1、!"卷#期微生物学报!（"#）：’($)’(*$%%"年&%月!日!"#$%&"’()&(*(+&"$,&-&"$!+,-./01$%%"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!结核分枝杆菌膜蛋白的异源表达与纯化研究进展&&，$"$廖丹，谢建平，王洪海（&西南大学生命科学学院现代生物医药研究所重庆!%%"&#）（$复旦大学生命科学学院遗传学研究所遗传工程国家重点实验室上海$%%!((）摘要：膜蛋白是一类与生物膜相互作用、具有重要功能和独特结构的蛋白质。异源表达纯化一直是了解

2、膜蛋白结构和功能的重要瓶颈。结核分枝杆菌作为典型的胞内致病菌，其膜蛋白的研究具有很好的代表性以及重要意义。目前用于表达膜蛋白的有大肠杆菌、酵母、哺乳动物细胞等表达系统，但结核菌膜蛋白的表达宿主还往往局限于大肠杆菌。异源表达需要综合考虑蛋白的来源、疏水性、跨膜区等特性。低温、加入共表达因子以及改变培养条件有助于结核菌膜蛋白的可溶性表达。另外，包涵体复性也是获得结核菌目的膜蛋白的重要途径。随着新的表达系统，新的促可溶表达策略，新的包涵体复性手段，新的纯化方法的应用，将有更多的膜蛋白异源表达纯化成功，为蛋白质功能研究奠定基础。关键词：结核分枝杆菌；膜蛋白；异源表

3、达；纯化中图分类号：G#&；G’(*文献标识码：H文章编号：%%%&7*$%’（$%%"）%#7%’($7%#对于一个有功能的细胞而言，膜蛋白的重要性是毋庸置具有一定的代表性，它不仅有原核生物中功能保守的膜蛋疑的。据统计，膜蛋白的编码基因占整个基因组的$%I)白，还有类似真核生物的膜蛋白，如：真核样的腺苷酸环化［&］［#］［*］(%I，它们执行了包括跨膜运输、结构支撑、维持细胞电酶、真核样O蛋白等。所有已知的脂质、聚酮代谢途径势、信号传递和代谢等重要的细胞功能。目前约有"%I的在分枝杆菌中都有发现，N53的脂质、聚酮合成酶中，很多超［$］药物以膜蛋白为作用

4、靶点，同时，很多诊断靶标以及疫苗出已知范围，研究它们还有可能获得新的脂质聚酮合成途分子都是膜蛋白。因此，无论在理论研究还是在实践应用方径。因此，本文通过综述针对结构和功能研究的N53膜蛋面，膜蛋白的异源表达和纯化都有重要意义。本文主要阐述白异源表达与纯化，阐述膜蛋白对病原微生物研究的重要意针对结核菌膜蛋白结构和功能研究的异源表达纯化。义，为成功表达膜蛋白，提供了可供选择的方案及实例。膜蛋白结构特殊、研究困难，在蛋白数据库（J1.-0=EK9-97!结核分枝杆菌膜蛋白的异源表达和纯化现状39EL）里能够获得结构数据的膜蛋白，仅占蛋白总数的［(］%M#I。要进

5、行结构研究，按目前的技术水平，需&%)数百&’’4年N53试验室菌株P("QR的基因组测序完成以<>的高纯度蛋白。要得到满足数量和纯度要求的蛋白，一后，序列分析得到的(’$!个+Q8中，预测有&&*$个是编码般来说可以从以下四个方面来考虑：从天然蛋白中纯化；化［"］膜蛋白的，其功能包括：能量代谢、大分子的合成和修饰、学合成；体外表达系统表达分离；通过异源表达纯化得到。调控、降解、转运结合、毒力相关、细胞分裂、氨基酸合成、脂通常情况下，天然条件下膜蛋白的含量过低，分离纯化困难。质合成、J;和JJ;家族、ST元件、分子伴侣、细胞色素等而化学合成受肽链长度的限制

6、，迄今未有成功合成膜蛋白的（U--V：WWAAAC@9E>01C9,CBL）。［!］报道。体外表达系统是很有潜力的，但它的成本高，而且$%%$年美国X9-=.E96P=>UN9>E0-=,8=06DY9/.19-.1Z开展了缺乏必要的翻译后修饰，目前仍然没有大规模应用。异源表N53膜蛋白结构基因组计划（N0

7、白，预计结核病目前依然是严重威胁人类健康的传染病之一，结有&%I)$%I的蛋白能够获得足够数量用以晶体结构分析。核分枝杆菌（!"#$%&#’()*+,’+%()#+-$.*.，简称N53）是结核病致目前尝试表达了大约(%%多个膜蛋白，约有#%I蛋白表达成病菌，它的细胞被膜有独特的分子组成和结构，介导该菌的功。（U--V：WW<9>E0-C[@BC0DBW)

8、解N53的感表达了N53的&!(个膜蛋白，有#%I的蛋白得到表达，