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为了探讨膜蛋白的表达问题,本研究从本试验室家蚕膜蛋白库中选取了BmCPH43蛋白,预测该蛋白有两个跨膜区,N端有一个信号肽。由保藏菌株质粒扩增得到BmCPH43基因的ORF序列,该cDNA序列全长568bp,含有一个243bp的完整开放阅读框(ORF:204---428bp),编码80个氨基酸残基,预测分子量为8.2kD,等电点为5.27。将BmCPH43基因片段前连接多角体片段并克隆到大肠杆菌表达载体pET-32a(+)相应的酶切位点中,构建了融合有多角体基因的重组pET-32a(+)载体,在多角体与BmCPH43之间引入了TEV蛋白酶切位点序列。经PCR、酶切鉴定以及测序分析证实重组质粒正确。将该重组质粒转化E.coli BL21(DE3),经IPTG低温诱导(28℃)表达后,裂解菌体作SDS-PAGE分析,与阴性对照相比在55kD(融合标签18kD)附近有一条特异性蛋白条带,与预测值相符。
重组蛋白主要以包涵体的形式存在于沉淀中,分别采用两种不同的方法进行纯化。一种通过多角体蛋白在碱性条件下溶解的特性,通过调节pH值的方法反复洗涤,对重组蛋白进行纯化,经溶菌酶消化、离心和不同pH值的缓冲液洗涤即可得到纯度在70%以上的重组蛋白的粗提物;另一种是利用亲和层析的方法纯化重组蛋白,通过尿素溶解包涵体,溶解上清通过NI亲和柱纯化重组蛋白。将纯化后的重组蛋白进行AcTEV酶切消化,SDS-PAGE结果显示,相比阴性对照,酶切样品多出两个条带,其大小分别对应BmCPH43和融合有pET-32a(+)载体标签的多角体蛋白的大小。
通过调节pH值纯化重组蛋白,以悬滴法点结晶,置于16℃结晶室培养。通过对结晶条件的摸索,确定在蛋白含量lmg/ml容易形成结晶,获得了融合有多角体的膜蛋白的结晶。
真核表达通过家蚕杆状病毒表达系统Bac-to-Bac系统进行表达,通过SDS-PAGE及Western Blotting分析证明,融合蛋白Ph-BmCPH43已成功表达。RNAi、MTT检测结果表明BmCPH43基因被干扰后会降低BmN细胞的活性。
本课题对BrnCPH43蛋白的表达和结晶做了初步的研究,为膜蛋白的表达探索了一种新的方法,通过在膜蛋白前融合多角体蛋白,大大地增加了膜蛋白的表达量。已获得的融合有多角体的膜蛋白的结晶,对膜蛋白功能的后续研究奠定了基础。