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人甲状旁腺激素(ParathyroidHormone)是体内调节钙磷平衡的一种重要多肽类激素,能够促进骨质的形成,增加骨基质密度,是治疗骨质疏松症的有效蛋白药物。本文主要通过改变宿主菌大肠杆菌细胞膜的通透性,使胞内的蛋白尽量渗透到培养基中进行研究。同时就实验过程中,在不添加诱导剂时,酵母粉诱导外源蛋白表达这一现象进行研究。
采用紫外诱变方法,初步得到具有分泌目标蛋白到胞外的菌株,通过传代培养稳定该菌株的生物特性,分别从培养基pH值、培养温度、培养时间、诱导剂浓度、诱导时间等方面进行优化发酵,本研究选用高渗的LB培养基37℃,200rpm摇床培养过夜,相同条件下高渗TB培养基发酵培养,优化发酵结果如下:培养基用自来水配制,培养基中蔗糖浓度为171g/L,pH调至7,37℃培养,培养5.5h后加诱导剂IPTG至终浓度0.2mmol/L,诱导3.5h,Trx-hPTH的胞内蛋白量达477mg/L。在以上优化好的发酵条件下,本文研究了金属铁离子对蛋白表达的影响,当培养基中铁离子浓度为1.0mmol/L时,人甲状旁腺激素蛋白的表达量最高。
本研究选用蔗糖作渗透剂,通过改变细菌细胞膜的通透性,研究外源蛋白的渗漏表达。当培养基中蔗糖浓度256.5g/L时开始有少量蛋白渗漏到培养基中,蔗糖浓度达342g/L时,胞内目标蛋白大量渗漏于培养集中。当用氯化钠代替蔗糖后,SDS-PAGE分析胞外并无目标蛋白产生,且胞内蛋白的表达量也降低。
本研究工程菌所用质粒为pET32a,在不添加IPTG的条件下,24g/LOXIOD酵母粉具有诱导外源蛋白表达的作用,其中起诱导作用的成分是极性化合物,分子量小于2000D,结合高效液相色谱法排除了是其含有乳糖起作用的可能,热稳定性好,高压湿热灭菌(121℃)后仍有诱导作用,并且需要被某物质激活后才有活性,本文通过以下实验得出结论。用蒸馏水配制的MTB培养基培养工程菌,无目标蛋白表达,当向其中加入蛋白胨、蔗糖或氯化钠,或改用自来水配制培养基时,24g/LOXIOD酵母粉起诱导作用,人甲状旁腺激素表达。在相同的条件下,选用的其他两个品牌BBI/Sangon酵母粉没有出现这种变化,BBI酵母粉在任何条件下都无诱导作用,Sangon酵母粉无论条件怎么变化都能诱导目标蛋白的表达。