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人类脱氧胞苷激酶(deoxycytidine kinase,DCK)是人体四大激酶之一,它是一种大小为61KD的磷酸激酶,包括两个30.5KD的相同亚基,是抗肿瘤核苷类药物磷酸化过程中的关键性酶。DCK可以激活细胞毒性核苷三磷酸衍生物的活化,它的缺乏使得细胞对抗病毒和抗肿瘤药物产生抗性。因此具有催化抗肿瘤核苷类药物在人体内磷酸化,发挥药效的关键作用,目前已经在临床上得到运用。由于底物的特异性和临床应用的广泛性,人类重组脱氧胞苷激酶在分离、生物化学与分子生物学、化疗药物相关性等方面正在广泛研究,关于人类脱氧胞苷激酶的大量表达及特性的研究是当前的热点课题。研究利用家蚕杆状病毒表达系统进行高效表达并实现产业化开发尤为重要。 本研究应用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统进行DCK蛋白的真核表达,在非变性条件下进行蛋白镍亲和层析纯化,从而得到具有生物活性的DCK蛋白,并对DCK蛋白的酶活性进行了检测,研究结果如下: 1.获得重组杆状病毒BmNPV-dck/polh 首先分别以质粒pFastBac1-dck和野生型T3株基因组DNA为模板进行PCR扩增,合成dck基因和polh基因,然后分别将两个基因克隆到pFastBacDual双启动子载体的Pp10和Pph启动子的MCS的下游,构建重组质粒pFastBacDual-dck/polh,接着转化到DH10Bac E.coli感受态细胞,获得重组杆粒Bacmid-dck/polh,最后Bacmid DNA通过转染BmN细胞获得重组杆状病毒BmNPV-dck/polh。 2.目的蛋白在家蚕幼虫中的表达与鉴定 重组Bacmid-dck/polh通过脂质体介导转染BmN细胞,72h后,家蚕BmN细胞有明显的感染症状,在显微镜下可看到细胞呈现圆球形,并且能观察到大量多角体。重组病毒液经口添食家蚕五龄幼虫,144h后,家蚕有明显感染症状,血液呈乳白色,收集受感染家蚕的血液,超声裂解细胞,SDS-PAGE结果表明人类脱氧胞苷激酶dck基因与polh基因在家蚕幼虫体内均得到表达,人类脱氧胞苷激酶DCK大小约为32KD,多角体蛋白Polh大小约为29KD。Western-blot结果进一步表明DCK蛋白得到正确表达。 3.脱氧胞苷激酶的纯化与酶活检测 表达产物通过镍柱亲和层析Ni-NTA方式进行纯化,且纯化率较高,ELISA定性实验表明表达产物DCK的酶活活性为106.79U/L,为今后进一步的实验研究提供依据。 以上研究结果表明,构建含有polh基因和dck基因的Bac-to-Bac杆状病毒表达系统,由此获得的重组病毒既可以在家蚕细胞内表达,也可以经口接种家蚕幼虫实现高效表达,该研究不仅拓宽了杆状病毒表达系统生产人类急需的蛋白药物、基因工程疫苗等领域的应用前景,并为脱氧胞苷激酶DCK的研究及应用提供了物质基础和理论参考。