微生物源钙调磷酸酶抑制剂的筛选和初步研究

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fencer_2000
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钙调磷酸酶(Calcineurin,CN)作为蛋白磷酸酶家族的一员,是目前已知的唯一一种受第二信使Ca2+/CaM调节的丝/苏氨酸蛋白磷酸酶。钙调磷酸酶在细胞信号转导、免疫调节和学习记忆等生理活动中起着不可替代的作用。钙调磷酸酶抑制剂Cs A(Cyclosporin A)、Fk506(Tacrolimus)是现今临床上应用最为广泛的免疫异常治疗药物。本研究通过酵母报告基因(CDRE::LaZ)高通量模型,对土壤中6000多株菌株进行了筛选,得到5株具有强效钙调磷酸酶抑制作用的菌株CZW-15、CZW-17、ZL-130、W-4、W-53。其中CZW-15的发酵上清液活性最高,在酵母报告基因(CDRE::LaZ)高通量模型中抑制活性IC50为7.4μL/mL相当于65 ng/mL的FK506,在人体钙调磷酸酶试剂盒中,抑制率为33%。通过形态观察、生理生化特征和16S rRNA系统发育分析,得出CZW-15与Streptomyces galbus DSM40480、Streptomyces sp.SAP193.2进化关系最为接近,鉴定CZW-15为链霉菌属。本研究采用单因素实验和正交实验对该菌产活性物质的发酵条件进行优化,该菌的最佳摇瓶发酵配方和发酵条件为:玉米粉2%、酵母粉0.1%、K2HPO4 0.04%、MgSO4 0.04%、NaCl 0.05%,FeSO40.001%,起始pH7.5,温度28℃,转速180 r/min,装液量50 mL/250mL,接种量4%,培养时间4 d。优化后1.5μL发酵上清液对依赖酵母钙调磷酸酶的报告基因表达抑制活性达到117%,比优化前提高4.5倍。通过对CZW-15菌株所产生的钙调磷酸酶抑制活性物质的理化性质分析发现,该物质在210 nm处具有特征吸收峰,分子量大小在3500 Da-8000 Da之间;活性物质在紫外下稳定,温和p H条件(pH6-8)和温度20℃-40℃下稳定,可在4℃中保存30 d后活性下降31%;经蛋白酶K、双缩脲试剂和斐林试剂检测,活性物质既不是蛋白质,也不是多肽,更不含还原糖;活性物质能被有机试剂正丁醇从发酵上清液中抽提,抽提率为83%。通过对活性物质分离纯化的初步探究得出,AB-8大孔吸附树脂能够吸附活性物质,并用正丁醇洗脱,得率为67%。活性物质能够通过离子交换结合在H型D115离子交换树脂上,最高静态洗脱得率(洗脱液:0.02 mol/L氨水)仅为2.8%。本研究通过筛选得到5株具有强CN抑制活性的菌株。其中活性最高菌株CZW-15为链霉菌属,所产活性物质对酵母和人体钙调磷酸酶均有抑制活性。后续实验可继续完善对CZW-15菌株的种的鉴定和其活性物质的分离纯化。
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