重组链激酶粗提工艺研究
2017-08-27赵素娟翟佳慧
赵素娟,翟佳慧
(青岛国大生物制药股份有限公司,山东 青岛 266510)
·基础研究·
重组链激酶粗提工艺研究
赵素娟,翟佳慧
(青岛国大生物制药股份有限公司,山东 青岛 266510)
目的 研究重组链激酶得粗提工艺。方法 SKg基因采用PCR方法从G群β-溶血型链球菌基因中扩增获得,将此基因转至pBV220中形成pBV-SKg,再将其转到大肠杆菌中形成稳定的工程菌,经过增菌,破菌,粗提,纯化得到重组链激酶。粗品的量及纯度将影响重组链激酶收率,本文通过改变洗涤包涵体的尿素浓度,提高重组链激酶粗品的重量,从而提高了重组链激酶的收率。结果 重组链激酶菌体经洗涤,酶解,得到重组链激酶包涵体沉淀。将包涵体沉淀分别用不同浓度的尿素-TE洗涤、离心、收集沉淀,将沉淀做SDS-PAGE检测,结果1M尿素-TE洗涤效果较好,且包涵体重量高。结论 从SDS-PAGE检测结果上分析,1.0M尿素-TE洗涤的效果重组链激酶纯度和粗品重量更高一些,本试验的研究为提高重组链激酶的收率提供了实验依据。
链激酶;粗提;缓冲剂;洗涤;包涵体
链激酶(Streptok inase,SK)是世界上最早发现的纤维蛋白酶原激活剂,也是最早作为临床药品治疗血栓性疾病的溶栓酶[1,2]。它是由A,C,G群链球菌中β-溶血性链球菌分泌的胞外非酶蛋白质,能和纤溶酶原结合,将纤溶酶原激活为纤溶酶,血纤维蛋白酶原(plasminogen,Pg)最有效的活化剂之一,具有溶解血栓的作用。
1 材料与准备
1.1 菌种特性
SKg基因采用PCR方法从G群β-溶血型链球菌基因中扩增获得,将此基因转至pBV220中形成pBV-SKg,再将其转到大肠杆菌中形成稳定的工程菌,表达水平为链激酶表达量占菌体总蛋白的30%左右。本工程菌在LB培养基的平板上培养,连续传代在50代以上,表达水平稳定。
1.2 种子批的建立
从原始种子批传代和扩增后,冻干保存的菌种称为主种子批,由主种子传代和扩增后的菌种称为工作种子批。
主种子批的建立:从原始菌种传出,扩大培养后冻干保存的菌种称为主种子批,由此传出的菌种供生产用。但每次只限传三代。
工作种子批的建立:取检定合格的主种子批冻干菌种,溶解后,在含有Amp的LB培养基上划线,30℃培养24-48小时至单菌落长至半径3mm左右,表现为典型的大肠杆菌菌落形态,无其他杂菌生长。
挑取单菌落划斜面扩大培养,同时接种至LB培养基中,进行模拟发酵和菌种检定。检定合格的菌种,做为生产用菌种(工作种子批)。
菌种检定:主种子和工作种子均应做如下检定,合格后方可使用。
划线LB固体琼脂平板上,表现为典型大肠杆菌菌落形态,无其它杂菌生长。
涂片作革兰氏染色,在光学显微镜下观察为典型的革兰氏阴性杆菌。
对抗生素的抗性应与原始菌株相同,具有氨苄青霉素(Amp)抗性,能在含Amp的LB液体或固体培养基中生长。电镜检查应为典型大肠杆菌形态,无支原体、病毒样颗粒及其他微生物污染。(至少每年外出检查一次、工作种子免做)生化反应应符合大肠杆菌生物学性状。提取质粒做酶切图谱检查,应含有rSK基因片断。(至少每年外出检查一次)将诱导后的工程菌进行电泳分析,rSK的表达量约占菌体总蛋白的30%左右。目的基因核苷酸序列检查应与批准的序列相符。
1.3 种子液制备
检定合格的工作种子批,接种在含有Amp的LB培养基中,摇床30℃振荡培养16小时,即为一级种子液。其OD600为0.6-1.0。
1.4 增菌
将一级种子液按5%(体积比)接种至M9CA培养基中,摇床30℃振荡培养13-16小时,即为二级种子液,OD600为1.2~2.0。涂片作革兰氏染色,在光学显微镜下观察为典型的革兰氏阴性杆菌。制备好的二级种子液常温下10小时内使用,冷藏保存条件下(4℃左右),24小时内使用。
1.5 初步纯化
采用经批准的纯化工艺进行初步纯化,即为重组链激酶粗品,纯度为60%左右。
1.6 高度纯化
经初步纯化后,采用经批准的纯化工艺进行高度纯化,280nm检测下收集rSK蛋白峰,收集rSK蛋白纯度在95%以上,即为重组链激酶原液[3,4]。
2 试验设计
2.1 试验过程
取增菌后菌体湿重200g左右,加入TE缓冲液,将菌体充分悬起,离心,取沉淀;用同样的方法再处理一次,收集沉淀。
将收集的沉淀用上步相同量的TE缓冲液溶解,加入溶菌酶,用少量的TE缓冲液充分溶解后,室温下酶解。酶解液超声破碎。取样品涂片革兰氏染色,镜检基本无完整细胞。将上述菌体破碎液离心,收集沉淀。
在沉淀中加入TE缓冲液,洗涤。离心,收集沉淀。再向沉淀中加入TE缓冲液,悬起、洗涤。平均分成4份,离心,收集沉淀。将4份沉淀分别用1.5M NaCL-TE和0.5M、1M、1.5M、2M 尿素-TE洗涤。离心、收集沉淀。将沉淀称重并做SDS-PAGE检测,比较各种缓冲液的洗涤效果。
2.2 试验结果
将上述4份沉淀分别用1.5M NaCL-TE和0.5M、1M、 1.5M、2M 尿素-TE洗涤。4℃,10000 rpm离心15分钟,弃去上清收集沉淀。重复三次,实验结果见表1。
表1 实验结果
2.3 试验结果分析
从包涵体外观和包涵体重量上分析,尿素浓度越低,洗涤效果越好,且收集的包涵体重量越重;尿素浓度越高,可使部分包涵体溶解,离心后沉淀变得稀软,固液不易分离,影响洗涤效果。故优先选择0.5M 尿素-TE和1.0M尿素-TE。
2.4 根据确定的缓冲液浓度重新做如下试验
取约200g菌体加入TE缓冲液中,将菌体充分悬起。加入溶菌酶室温酶解,至菌悬液变得十分粘稠,将菌悬液分成三份超声破碎。合并,离心,收集沉淀。沉淀中加入TE缓冲液,悬起洗涤,离心收集沉淀。再向沉淀中加入适量TE缓冲液,悬起洗涤。平均分成4份,离心,收集沉淀。
将上述4份沉淀分别用1.5M NaCL-TE和1M尿素-TE洗涤。离心,收集沉淀。收集沉淀做SDS-PAGE(聚丙烯酰氨凝胶电泳)检测重组链激酶粗品纯度。
记录实验现象和实验数据:1.0M尿素-TE:沉淀比较结实、上清比较清澈,重量15.3 g和15.4 g;1.5M尿素-TE:沉淀有点稀软、上清比较浑浊,重量14.2 g、14.5 g,纯度均为39%左右。
3 结 论
从SDS-PAGE检测结果上分析,1.0M尿素-TE洗涤的效果纯度和包涵体重量更高一些,综合以上两方面因素,采用1.0M 尿素-TE浓度的缓冲液洗涤效果比较好。本试验的研究为提高重组链激酶的收率提供了实验依据。
[1] 张华山,闫俊鹏,齐义鹏,等.链激酶研究概况及其进展[J].氨基酸和生物资源,2006,4.
[2] 鲁艳莉,宁喜斌.血栓形成机理及溶血栓药物的研究进展[J].食品研究与开发,2006,01.
[3] 中华人民共和国药典.北京:中国医药科技出版社,2010,P312-313.
[4] 中华人民共和国药典.北京:中国医药科技出版社,2015,P361-362.
本文编辑:吴玲丽
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ISSN.2095-8242.2017.027.5160.02