核糖核酸酶A包含体高效复性方法的研究

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受二硫键正确生成速率慢和蛋白质聚集的影响,核糖核酸酶A(RNase A)包含体的高浓度复性成为制约RNase A大规模生产的主要因素。因此,本文从促进二硫键形成和抑制蛋白质聚集两方面,研究开发了辅助RNase A包含体高效复性的方法。为了提高RNase A内二硫键正确生成的速率,本研究提出以4-巯基苯乙酸为还原剂(ArSH)、己酰胱胺(HCA)为氧化剂组成新型氧化还原系统(ArSH/HCA)辅助RNase A复性。研究结果显示,相对于传统的氧化还原系统(还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽,GSH/GSSG),ArSH/HCA可以显著加速RNase A的复性,使变性还原的商品RNase A(0.3mg/mL)2h的复性收率达94%,复性速度提高2倍;亦使RNase A包含体(含RNase A0.3mg/mL)3h的复性收率达89%,复性时间缩短了60%。体现出新的氧化还原系统辅助RNase A复性的优势。高浓度RNase A包含体复性时,蛋白质聚集是复性收率低下的主要原因。为了解决这一问题,本研究首先根据本研究室前人发现的同电荷介质通过诱导蛋白质分子在带电介质表面定向排列,从而降低蛋白质聚集促进复性的机理,制备了电荷密度不同的带电介质,考察了它们辅助高浓度RNase A包含体的复性效果。结果显示,带电荷介质可使RNase A包含体(蛋白总浓度为1.4mg/mL,RNase A浓度为0.9mg/mL)的复性收率达63%,较稀释复性收率(49%)提高29%。同时发现,高电荷密度介质在低浓度范围内即可获得显著的辅助复性效果,体现出其在实际应用中的优势。另外,本研究还考察了人工分子伴侣系统(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/β-环糊精(β-CD))与新氧化还原系统耦合辅助高浓度RNase A包含体的复性。研究发现,在低脲素浓度(0.8mol/L)时,人工分子伴侣可抑制蛋白质聚集,显著提高RNase A的复性收率,使0.9mg/mL RNase A(包含体蛋白质浓度为1.4mg/mL)复性收率达77%,较稀释复性收率(49%)提高57%。而在高脲素浓度(1.6mol/L)和高包含体浓度(总蛋白质为2.3mg/mL,RNase A浓度为1.5mg/mL)时,不仅复性收率可达62%,而且CTAB还有选择性沉淀杂质蛋白质、纯化RNase A的作用,使RNase A包含体纯度从复性前的65%提高至复性后的87%。上述研究结果对实现高浓度RNase A包含体的高效复性和纯化具有实际指导意义。
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