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干扰素-γ(Interferon-γ,IFN-γ)是由抗原刺激T细胞和天然杀伤细胞产生的一种广谱抗病毒糖蛋白。人干扰素-γ由于其具有抗病毒、抗肿瘤、控制细胞凋亡的活性,且对细胞来说有严格的选择性,常被用于临床研究及实践中。现有5种疾病被美国FDA批准可用IFN进行临床治疗,即毛细胞白血病、慢性肉芽肿病、与AIDS相关的卡波肉瘤、丙型肝炎和尖锐湿疣。正是由于IFN-γ的高度生物活性,其制备和应用受到人们的广泛关注与重视。随着对干扰素生物活性和临床应用的研究不断深入以及DNA重组技术的应用,使大规模生产干扰素成为现实,并为日益广泛的临床应用提供了可能性。目前生产IFN-γ的方法主要是利用基因工程方法大量生产,其中以利用大肠杆菌生产IFN-γ最为常见。但是,由于大肠杆菌表达外源基因的过程中会遇到很多困难,致使表达效率不高而使所表达蛋白质多为包涵体。其中,以干扰素类蛋白在大肠杆菌中以包涵体的形式表达最为常见。为获得有活性的重组蛋白,需将包涵体进行洗涤、溶解以及不同浓度的尿素梯度复性,过柱纯化才能得到,生产周期和成本大大增加。为缩短生产周期、降低生产成本,获得分泌表达的可溶性重组人干扰素-γ显得尤为重要。本文就重组可溶性人干扰素-γ工程菌的生产条件进行了优化,并最终获得了有生物活性的人干扰素-γ蛋白,为工业上低成本生产干扰素蛋白提供了理论及实验基础。具体实验结果如下: 1、采用PCR技术从人外周血细胞cDNA文库中扩增出长为501bp的人干扰素-γ(hIFN-γ)的基因片段,将之克隆至原核表达载体pGEX-4T-1及SUMO中,构建出重组载体pGEX-4T-1/hIFN-γ及SUMO/hIFN-γ。 2、以上重组载体克隆至E.coli BL21(DE3)诱导表达后,SDS-PAGE鉴定显示在温度为24℃、转速为120rpm、IPTG为诱导剂且其最终浓度为0.2mM诱导8h时,以SUMO/hIFN-γ系统表达可溶性蛋白的量最高,其中可溶性hIFN-γ蛋白占总融合蛋白的50%左右。 3、通过对工程菌的培养时间、诱导温度、诱导剂的浓度及种类等条件的优化,最终研究发现:温度为24℃、转速为120rpm、IPTG为诱导剂且其最终浓度为0.2mM诱导8h,培养基中加入1%甘油时,可溶性蛋白的量达到最大,占总蛋白的70%左右。 4、经过上述条件优化生产出的hIFN-γ,纯化后,经细胞病变抑制法测定其生物学活性,其活性达到7.78×105IU/ml。