一种具有Cupin结构功能域的贮藏蛋白类型α-淀粉酶抑制剂的生产和纯化方法_2

文档序号:8539248阅读:来源:国知局
得的重组原核表达载体质粒转化至大肠杆菌原核表达菌株BL21(DE3)中, 获得Q9SMJ4蛋白大肠杆菌原核表达体系菌液;
[0044] f.将步骤e中组建的表达体系菌液按比例(v/v) 1:100接种到LB液体培养基中并 装入两倍体积于液体培养基锥形瓶中进行培养;
[0045] g.将步骤f中的培养菌液进行Q9SMJ4蛋白诱导表达;
[0046] h. 4800~5000rpm,4°C离心5~IOmin收集诱导结束菌液中的菌体,弃上清。
[0047] 其中,步骤f中培养条件优选在37°C,转速200rpm的培养箱中进行培养6h,待菌 液OD值达到0. 6~0. 8。
[0048] 步骤g中具体诱导表达条件优选为:诱导温度为37°C,抗生素 Kan浓度为25 μ g/ mL,诱导表达时间为6h,诱导剂IPTG浓度为0. 5mM,摇床转速为200rpm。
[0049] 作为本发明方法的一种优选,步骤(2)原核表达可溶性蛋白纯化进一步包括:
[0050] a.每50mL培养菌液收集的菌体用缓冲液IOmL重悬菌体,并加入170 μ L 35%的 TritonX-IOO 和 100 μ L IOOmM 的 PMSF ;
[0051] b.将重悬菌液置于冰上,超声破碎直至菌液变得澄清透明,超声条件为超声破碎 3s,冷却5s,功率为400瓦特;
[0052] c.将超声破碎过的菌液12000rpm,4°C离心15min,收集上清,弃沉淀;
[0053] d.将含有His标签蛋白的上清液加入Ni柱中,控制流速0. 5-1. OmL/min,直至上 清液完全流过Ni柱,上样量/柱体积(v/v)比例最大为15:1 ;
[0054] e.用8倍柱体积的缓冲液2冲洗Ni柱或直至A28tl值达到稳定,流速控制为1.0 mL/ min ;
[0055] f.洗脱His标签表达蛋白采用梯度洗脱方式,每一梯度洗脱体积为4个柱体积,收 集各个梯度洗脱蛋白;
[0056] g.通过SDS-PAGE电泳检测上一步中各洗脱梯度洗脱蛋白纯度,确定收集成份单 一、杂质较少且蛋白分子量与目的蛋白相符合的蛋白洗脱组分;
[0057] h.将收集的洗脱蛋白液装入截留分子量为3600Da的透析袋中,放入超纯水中透 析24h除盐,期间晃动透析袋并更换超纯水;
[0058] i.将透析结束的透析袋放入40% (w/v)的PEG 6000溶液中浓缩至适当体积,即 为原核表达并纯化收集的Q9SMJ4可溶性蛋白溶液。
[0059] 其中,所述的缓冲液1为50mM NaH2P04、300mM NaCl,pH = 8. 0 ;所述的缓冲液2 为 50mM NaH2P04、300mM NaClUOmM 咪唑,pH = 8· O ;步骤 f 使用的洗脱液为 50mM NaH2P04、 300mM NaCl,pH = 8· 0,咪唑浓度分别为 50、100、150、200、250mM。
[0060] 作为本发明方法的一种优选,步骤(3)原核表达包涵体蛋白纯化及蛋白复性进一 步优选包括:
[0061] a.每50mL培养菌液收集的菌体用pH = 8. 0、0.1 M磷酸缓冲液IOmL重悬菌体;
[0062] b.将重悬菌液置于冰上,超声破碎直至菌液变得澄清,超声条件为超声破碎3s, 冷却5s,功率为400瓦特;
[0063] c.将超声破碎过的菌液12000rpm,4°C离心10min,收集沉淀,弃上清;
[0064] d.用pH = 8. 0、0· IM磷酸缓冲液洗涤沉淀一次,12000rpm,4°C离心10min,收集沉 淀;
[0065] e.用IOmL溶解液溶解沉淀,在室温下孵育l_2h,期间不断摇晃溶液,使沉淀溶解 完全;
[0066] f. 12000rpm,4°C条件下离心30min,收集上清液,弃沉淀不溶物;
[0067] g.用8倍柱体积缓冲液3平衡Ni柱,控制流速为0. 5-1. OmL/min ;
[0068] h.将步骤f中收集到的含有His标签蛋白的上清液加入Ni柱中,控制流速 0. 5-1. OmL/min,直至上清液完全流过Ni柱,上样体积:柱体积比例最大为15:1 ;
[0069] i.用4倍柱体积缓冲液3再次平衡Ni柱,控制流速0. 5-1. OmL/min ;
[0070] j.用2倍柱体积的缓冲液4冲洗Ni柱或直至A28tl值达到稳定,流速控制为1.0 mL/ min ;
[0071] k.用6倍柱体积的缓冲液5洗脱包涵体蛋白流速控制为1.0 mL/min ;
[0072] I. SDS-PAGE电泳检测上一步中洗脱蛋白纯度及纯化效果;
[0073] m.在4°C条件下将洗脱收集到的包涵体蛋白自然复性,向溶液中慢慢加入超纯 水,使溶液中脲浓度进行梯度稀释;
[0074] η.将复兴结束的蛋白溶液装入截留分子量为3600Da的透析袋中,放入超纯水中 透析24除盐,期间晃动透析袋并更换超纯水;
[0075] 〇·将透析结束的透析袋放入40% (w/v)的PEG 6000溶液中浓缩至适当体积,即 为原核表达纯化收集并复性的Q9SMJ4包涵体蛋白溶液。
[0076] 其中,所述的溶解液为 IOOmM NaH2P04、IOmM Tris-HCl、IOOmM DTT、8M 脲,pH = 8. 0 ;所述的缓冲液3为IOOmM NaH2PO4UOmM Tris-HC1、8M脲,pH = 8. 0 ;所述的缓冲液4 为 IOOmM NaH2PO4UOmM Tris-HC1、8M 脲、IOmM 咪唑,pH = 8. 0 ;所述的缓冲液 5 为 IOOmM NaH2P04、10mM Tris-HC1、8M 脲、200mM 咪唑,pH = 8. 0〇
[0077] 步骤m中脲浓度进行稀释的梯度优选为8M-6M-4M-2M-1M-0. 1M,每一梯度持续时 间
[0078] 为 lh。
[0079] 本发明方法整个过程的溶液配制均需用纯水。
[0080] 有益效果
[0081] 本发明针对一种存在于鹰嘴豆籽粒中的贮藏蛋白类型α-淀粉酶抑制剂从天然 材料中难以分离纯化,去除其他杂蛋白成为此α-淀粉酶应用于实际的挑战难题,首次建 立一套适合于此贮藏蛋白类型α-淀粉酶抑制剂的生产及纯化工艺流程。
[0082] 本套生物工艺流程首次对鹰嘴豆籽粒中此贮藏蛋白类型α -淀粉酶抑制剂进行 了生物制备及后续的蛋白纯化回收,经SDS-PAGE电泳检测分离得到的制备蛋白活性高,制 备量多,操作简便,成本较低,重复性好,可直接应用于此α -淀粉酶抑制剂的生物生产。
[0083] 整个生产工艺流程同样分别适用于Q9SMJ4蛋白alpha链(采用编码alpha链的 0RF)和beta链(采用编码beta链的0RF)的生产和纯化,也可应用于不同生物(动物、植 物、微生物)来源的、具有Cupin结构(功能域)的贮藏蛋白类型α-淀粉酶抑制剂的生产 和纯化。
【附图说明】
[0084] 图I Q9SMJ4蛋白序列及alpha和beta肽链序列信息图
[0085] 图2鹰嘴豆籽粒中贮藏蛋白类型α -淀粉酶抑制剂(Q9SMJ4)原核表达可溶性蛋 白表达及纯化结果图
[0086] 红色框内所示为表达蛋白条带,从右至左泳道依次为:1.蛋白maker,2.表达菌破 碎上清液,3.表达菌破碎沉淀物,4.样品穿透峰,5.洗脱峰(IOmM咪唑),6.洗脱峰(50mM 咪唑),7.洗脱峰(IOOmM咪唑),8.洗脱峰(150mM咪唑),9.洗脱峰(200mM咪唑),10.洗 脱峰(250mM咪唑)
[0087] 图3鹰嘴豆籽粒中贮藏蛋白类型α -淀粉酶抑制剂(Q9SMJ4)原核表达包涵体蛋 白表达及纯化结果图
[0088] 红色箭头所示为贮藏蛋白类型α -淀粉酶抑制剂(Q9SMJ4)原核表达包涵体蛋白
【具体实施方式】
[0089] 实施例1
[0090] (1)原核表达体系构建及菌液培养诱导表达:
[0091] a.以Desi型鹰嘴豆发育中种子的cDNA为模板,通过PCR方法获得编码α-淀粉 酶抑制剂蛋白(其在NCBI中编号为Q9SMJ4)的ORF序列,引物序列为
[0092] Fl:5,-TGTCATCATGGCTAAGCTTCTTG-3,(SEQ ID NO. 1)和
[0093] Rl:5'-TTGTTTCCGCTAAAAGGTACATG-3'(SEQ ID NO. 2);
[0094] b.利用PCR技术在编码Q9SMJ4蛋白ORF序列(去除编码蛋白信号肽序列)的5' 和3'端分别添加限制性酶切位点序列EcoR I和Not I,获得目的基因片段,引物序列为
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