Intein介导2-型糖尿病药物靶点GPCR膜蛋白GLP-1受体的制备研究

来源 :湖北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wyakl1314
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
胰高血糖素样肽-1受体(glucagon like-peptide-1 receptor, GLP-1R)属于B-簇G-蛋白偶联受体,是设计2-型糖尿病药物的重要靶点之一。GLP-1R由一个相对较大的N-端胞外域﹑七段α-螺旋跨膜结构域及较小的胞内C-端域构成。尽管通过结构生物学,蛋白质工程等方法和手段对于GLP-1R结构的研究取得了较大突破。但是关于其全长结构解析,配体-受体结合的分子机理和受体激活的内在机制尚不清楚。因此,相关研究需要制备高质量GLP-1R蛋白样品以供蛋白结构生物学研究。
  目前,常用的制备膜蛋白方法主要包括大肠表达系统﹑酵母表达系统﹑细胞表达系统,杆状病毒表达系统及无细胞表达系统。其中,后三种方法在制备膜蛋白方面成本高,表达量低等。因此,我们综合了原核表达系统和真核表达系统的优势(周期短,产量高等),建立一种利用微生物蛋白表达系统制备全长膜蛋白GLP-1R的方法。首先,运用毕赤酵母表达系统制备GLP-1R胞外域(ECD),其优势在于所表达的ECD能够在真核系统氧化还原条件下形成正确的蛋白构象折叠。利用pPICZaA作为出发载体,引入多个标签基因(GST,intein)构建重组载体pPICZaA-S。通过甲醇诱导ECD融合蛋白分泌表达。其次,通过构建pMFH-TMD重组质粒,利用IPTG诱导大肠杆菌制备GLP-1R跨膜域(TMD)。其优势在于选用的MFH作为融合蛋白表达TMD主要是以包涵体形式存在,避免胞内蛋白酶的降解。所表达的融合蛋白含有MFH标签,TEV酶切位点以及半胱氨酸并利用表面活性剂来溶解和纯化融合蛋白。在一定表面活性剂条件下,可通过TEV酶切割并释放出含有游离半胱氨酸(Cys)的目标蛋白TMD。最后,胞外域ECD和跨膜域TMD在intein介导下自发形成新的硫脂键实现两部分蛋白的体外连接。
  本实验研究中,一方面,构建了重组载体pMFH-TMD在大肠杆菌BL21pLysS中高效表达。通过优化表达条件表明18℃,0.5mMIPTG诱导20h效果较佳;而且进一步探索表明SDS能够较好的溶解和纯化融合蛋白MFH-TMD。在低含量SDS情况下,TEV酶仍然具有一定的切割活性。另一方面,构建了重组载体pPICZaA-S并将该重组基因整合到毕赤酵母X33中。在0.5%甲醇诱导下,该融合蛋白能够较好的分泌于发酵液中。最后,利用透析除盐和镍柱纯化实现目的蛋白的富集。
  本研究提供了一种高效制备膜蛋白GLP-1R的方法。该方法不仅可以为其他膜蛋白制备提供了新型策略。而且能够为小分子药物的筛选提供理论依据。
其他文献
目的:利用分离的人外周血单个核细胞建立急性髓系白血病NOD/SCID小鼠模型,观察小鼠的一般情况、应用流式细胞术检测外周血CD45细胞阳性率,病理学检查鉴定动物模型;利用该模型研究IL3-LDM靶向融合蛋白对白血病小鼠的治疗作用。方法:1.人外周血单个核细胞的分离和培养,流式细胞仪检测其免疫表型,进行AML干细胞特性的鉴定;2.人急性髓系白血病NOD/SCID小鼠模型的建立:将NOD/SCID小鼠
学位
研究背景和目的:胰岛素(insulin,INS)作为治疗糖尿病的常用、必备药物,存在生物膜渗透性差、半衰期短、易被胃肠道强酸、碱、酶灭活等缺陷,经口服或其他非注射途径给药的生物利用度低,故临床仍采取注射给药的方式。但长期频繁注射易造成峰谷浓度波动大,患者顺应性差。因此,为了发挥INS理想的治疗效果,研究合适的药物载体,发展INS缓控释给药体系是极其有必要的。故本文设计了一种pH敏感两亲性三嵌段聚合
学位
背景:骨感染是骨科治疗中的难题,而抗感染治疗是当中重要的一环,鉴于长期全身抗生素治疗毒副作用大,近年来局部抗生素治疗受到越来越多的关注,目前局部抗生素治疗迫切需要可以高效包载普遍呈亲水性的抗菌药物的新方法。目的:探讨以乙醇作为聚合物抗溶剂的改良剪切沉淀法制备亲水性药物微球的可行性,研究聚合物浓度,乙醇/甘油容量比,内水相容量,初始载药量和乳化液注射速度等制备参数对万古霉素PLGA微球特性的影响,研
学位
研究背景多氯联苯(Polychlorinatedbiphenyls,PCBs)是一类持久性有机污染物。因其极难降解,虽然全球各国在20世纪70年代陆续停产PCBs,但至今仍广泛存在于环境中。经长期的毒理学研究证实,多氯联苯可经动物的皮肤、呼吸道和消化道而为机体所吸收。对动物的毒性影响通常表现在肝脏、皮肤、免疫系统、生殖系统等。2013 年国际癌症研究机构(International Agency
学位
随着世界经济的高速发展,基于生物活性分子的药效研究也不断进步。目前,采用组合药理分析、高通量筛选技术、数理统计分析等多种技术,为药物活性的内在属性研究开启了新的征程。但是,由于药物分子自身高纬度、高复杂度的特性,将各类技术转化为实际操作依旧十分艰难,成为科研过程中的瓶颈。因此,从海量的药理数据中,及时有效的确定活性分子,成为科研工作者迫在眉睫的任务。为了迅速找到该问题的解决方法,科研人员选用计算机
学位
核小体的赖氨酸侧链经过乙酰化作用翻译修饰后在调节众多不同细胞功能中起到非常重要的作用,包括能量和物质新陈代谢、蛋白质折叠、转录和翻译。由组蛋白乙酰化酶和组蛋白去乙酰化酶催化分别完成的组蛋白赖氨酸侧链乙酰化和去乙酰化的动态平衡与表观遗传控制相关。组蛋白去乙酰化酶大致可以分为依赖NAD+和依赖锌离子的几个亚型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ是依赖锌离子的去乙酰化酶,而子家族Ⅲ(即sirtuins)是依赖
学位
目的:第二代HSP90(heat shock protein 90)抑制剂(Ganetespib)靶向治疗套细胞淋巴瘤(mantel cell lymphoma,MCL)的作用和机制研究,为Ganetespib用于治疗MCL患者提供实验依据,也为HSP90受到小分子抑制剂抑制后,参与MCL发生相关的蛋白信号调控机制研究奠定基础。方法:首先,我们研究了Ganetespib对常见的两种MCL细胞株Je
学位
本文以颤蚓为受试生物,研究四溴双酚A(TBBPA)对颤蚓的毒性效应以及颤蚓对TBBPA的富集效果。首先通过急性毒性实验测得TBBPA对颤蚓的96 h—LC50;其次根据急性毒性试验结果进行半静态试验,选取0、0.025、0.05、0.25、0.50和1.0 mg·L-1六组浓度进行染毒实验,再选取1 mg·L-1浓度培养1、3、5、7和10 d后,测定各组颤蚓体内酶活性;最后设置TBBPA高浓度(
学位
癌症已经成为我国人健康的第一杀手。海洋生物多样性为抗肿瘤活性物质的开发提供了一个丰富的种质资源。本课题以BEL-7402细胞为模型,从南极海水来源的微生物样本中,筛选得到了一株具有抗肿瘤活性的菌株N6-2,并鉴定该菌株为芽孢杆菌属(Bacillus)。通过超滤、硫酸铵分步沉淀、离子交换层析法从Bacillus sp.N6-2的发酵产物中分离纯化得到了一种能抑制肝癌细胞体外增殖的蛋白,命名为NCBG
学位
CS5931是我们课题组从萨氏海鞘(Ciona savignyi)中分离得到的抗肿瘤多肽,分子量为5931Da。前期研究表明,CS5931对多种肿瘤细胞的生长具有显著抑制活性。进一步研究证实CS5931可通过线粒体途径诱导肿瘤细胞凋亡;可以抑制VEGF(Endothelial Growth Factor)及金属蛋白酶类(Matrix Metalloproteinases,MMPs)的表达,但是其作
学位