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EH-L-Fc在CHO細(xì)胞中的表達(dá)、純化及活性分析

2017-11-06 01:24:56龐玉紅劉玉斌于愛平呂英濤
生物技術(shù)通訊 2017年4期
關(guān)鍵詞:半衰期水蛭抗凝

龐玉紅,劉玉斌,于愛平,呂英濤

1.青島科技大學(xué),山東 青島 266042;2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所,北京 100850

EH-L-Fc在CHO細(xì)胞中的表達(dá)、純化及活性分析

龐玉紅1,劉玉斌2,于愛平2,呂英濤1

1.青島科技大學(xué),山東 青島 266042;2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所,北京 100850

目的:為延長重組新蛭素(EH)的半衰期,制備通過連接肽連接的重組新蛭素與IgG1 Fc的融合蛋白EH-LFc,并對其進(jìn)行功能分析。方法:采用重疊PCR技術(shù)構(gòu)建Eh-L-Fc融合基因,克隆至表達(dá)載體pcDNA3.1,用脂質(zhì)體將重組表達(dá)載體轉(zhuǎn)染至中國倉鼠卵巢細(xì)胞(CHO)中,G418抗性篩選穩(wěn)定克隆株;Western印跡檢測培養(yǎng)上清中EH-LFc蛋白的表達(dá),用有限稀釋法對G418抗性篩選出的混合克隆單克隆化,通過Protein A親和層析柱純化融合蛋白,Lowry法檢測蛋白濃度,SDS-PAGE、HPLC法檢測目的蛋白純度,質(zhì)譜法分析相對分子質(zhì)量,凝血因子Ⅹa裂解融合蛋白后采用纖維蛋白凝塊法測定其抗凝活性。結(jié)果:構(gòu)建了重組表達(dá)載體pcDNA3.1-Eh-L-Fc,并獲得穩(wěn)定表達(dá)EHL-Fc的細(xì)胞株。表達(dá)產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量為72 168,HPLC檢測親和層析獲得的EH-L-Fc純度達(dá)93.9%。完整的EH-L-Fc無抗凝活性,經(jīng)凝血因子Ⅹa裂解后其抗凝比活性為96.6 ATU/mg。結(jié)論:獲得穩(wěn)定表達(dá)EH-L-Fc的CHO細(xì)胞株和較高純度的重組融合蛋白,且該重組融合蛋白經(jīng)凝血因子Ⅹa裂解后可釋放抗凝活性。EH-L-Fc融合蛋白的獲得為研究新蛭素的長效劑型奠定了重要基礎(chǔ)。

新蛭素;抗凝;Fc融合蛋白

水蛭素(hirudin,HV)是水蛭唾液腺分泌的一種酸性多肽,是目前已知的最強(qiáng)有力的凝血酶天然抑制劑[1-2],有良好的抗凝血和抗血栓作用[3]。雖然水蛭素不會引起血小板減少癥,且不依賴抗凝血酶Ⅲ,但其同樣存在出血副作用[4],這極大地限制了它的廣泛應(yīng)用。本實驗室前期構(gòu)建表達(dá)了能靶向血栓釋放抗凝活性的水蛭素衍生物——新蛭素(neorudin,EH)[5],它是在水蛭素N端連接能夠被凝血因子Ⅹa(FⅩa)和Ⅺa(FⅪa)識別并切割的短肽谷氨酸-脯氨酸-精氨酸(EPR),該短肽可以封閉水蛭素的抗凝活性。當(dāng)體內(nèi)發(fā)生血栓或凝血系統(tǒng)被激活時,該短肽可被富集于血栓局部的FⅩa和FⅪa識別并切割,釋放出有活性的水蛭素,從而發(fā)揮抗栓作用。通過這種作用機(jī)制,使EH能夠靶向作用于血栓局部,從而降低全身的出血副作用。然而,EH是一條短肽,其相對分子質(zhì)量只有7300,很容易被腎小球過濾,經(jīng)尿液排出,這就使得EH在體內(nèi)的血漿半衰期較短,只有1~2h,臨床上需要多次滴注給藥。因此,如何延長EH半衰期,減少給藥次數(shù),提高患者的生活質(zhì)量,成為一個有價值的課題。

將蛋白藥物與免疫球蛋白Fc段融合構(gòu)建融合蛋白,是延長蛋白藥物半衰期的一種重要方法。Fc融合蛋白主要通過2種方式延長目的蛋白的半衰期:通過提高相對分子質(zhì)量,減少腎小球過濾;Fc融合蛋白與Fc新生受體(neonatal Fc re?ceptor,F(xiàn)cRn)結(jié)合,通過FcRn介導(dǎo)的胞吞轉(zhuǎn)運(yùn)循環(huán)模型延緩融合蛋白被蛋白酶降解[6-8]。在本研究中,我們將EH與人IgG1的Fc融合,用剛性連接肽(linker)將EH蛋白和Fc結(jié)構(gòu)域連接,通過增加2個蛋白間的空間距離[9]而減少蛋白間的相互影響,以期在不影響EH抗凝功能的前提下,延長其血漿半衰期。

1 材料與方法

1.1 材料

CHO細(xì)胞由本實驗室保存;大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞DH5α購自北京康為世紀(jì)生物科技有限公司;攜帶Eh(204bp)片段的pUCK-Eh由上海生工公司合成;攜帶Fc(669bp)片段的pET-22a-V、pcDNA3.1由本實驗室保存;山羊抗人IgG-Fc(HRP)購自Abcam公司;質(zhì)粒提取試劑盒購自天根生化科技有限公司;FⅩa、限制性內(nèi)切酶HindⅢ和XhoⅠ為NEB公司產(chǎn)品;KOD-Plus-Neo購自Toyobo公司;LipofectAMINE 3000 Reagent Proto?col購自Invitrogen公司;Opti-MEM、DMEM-F12培養(yǎng)基購自Gibco公司;酵母粉和蛋白胨購自默克公司;優(yōu)級胎牛血清購自浙江天杭生物科技有限公司;Protein A親和層析預(yù)裝柱購自Thermo公司;牛纖維蛋白原、人凝血酶購自中國食品藥品檢定研究院。

1.2 重組表達(dá)載體pcDNA3.1-Eh-L-Fc的構(gòu)建

為確保EH-L-Fc融合蛋白分泌到培養(yǎng)基中,在Eh-L-Fc融合基因的5'端融合一段分泌信號肽(SP)序列,5'引物為 SP-FP。分別以 EH-FP、Fc-FP為正向引物,EH-RP、Fc-RP為反向引物,原核表達(dá)載體pUCK-Eh、pET-22a-Fc為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增Eh、Fc(反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性2min,98℃變性 10s,68℃退火/延伸 30s,30個循環(huán),延伸 7min);以SP-FP為正向引物、EH-RP為反向引物、Eh為模板,PCR擴(kuò)增Eh(反應(yīng)條件:68℃退火30s,68℃延伸30s,擴(kuò)增30個循環(huán));以SP-FP為正向引物,linker-RP為反向引物,Eh、Linker為模板,連接擴(kuò)增Eh-Linker(反應(yīng)條件:68℃退火/延伸30s,30個循環(huán));最后以SP-FP為正向引物,F(xiàn)c-RP為反向引物,Eh-Linker、Fc為模板,連接擴(kuò)增Eh-L-Fc(反應(yīng)條件:68℃退火/延伸 30s,30個循環(huán))。重疊PCR流程見圖1,引物信息見表1。

PCR產(chǎn)物Eh-L-Fc與質(zhì)粒pcDNA3.1分別經(jīng)HindⅢ、XhoⅠ雙酶切后,用T4DNA連接酶連接,42℃熱激,轉(zhuǎn)化大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞DH5α,挑取陽性單克隆于LB培養(yǎng)基中,過夜培養(yǎng)后離心取菌體,提取質(zhì)粒,用HindⅢ、XhoⅠ雙酶切鑒定重組載體后,測序鑒定。

1.3 瞬時轉(zhuǎn)染驗證重組質(zhì)粒在CHO細(xì)胞中的表達(dá)

1.3.1 前期細(xì)胞預(yù)處理 轉(zhuǎn)染前一天,取對數(shù)生長期的CHO細(xì)胞,用0.25%胰蛋白酶消化,離心重懸后接種于6孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每孔2×105個細(xì)胞,于37℃、5%CO2、飽和濕度的細(xì)胞培養(yǎng)箱中過夜培養(yǎng),細(xì)胞培養(yǎng)基為DMEM/F12+10%胎牛血清,當(dāng)貼壁細(xì)胞匯合度達(dá)70%~90%時,將細(xì)胞培養(yǎng)基更換無血清Opti-MEM培養(yǎng)基。

1.3.2 轉(zhuǎn)染 取3.75μL LipfectAMINE 3000加入125μL Opti-MEM 培養(yǎng)基中;取 5μg重組質(zhì)粒加入250μL Opti-MEM培養(yǎng)基中,再加入10μL P3000 Reagent混勻;按1∶1的比例混合上述2種溶液,室溫靜置5min,將質(zhì)?;旌弦悍謩e按標(biāo)記加入6孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,轉(zhuǎn)染6h后,更換含10%胎牛血清的DMEM/F12培養(yǎng)基。

1.3.3 轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平驗證蛋白表達(dá) 轉(zhuǎn)染24h后,用0.25%胰蛋白酶消化收集細(xì)胞,提取RNA,RT-PCR獲得cDNA;以SP-FP為正向引物、Fc-RP為反向引物、RT-PCR獲得的cDNA為模板,68℃退火/延伸30s,30個循環(huán);轉(zhuǎn)染48h后,收集培養(yǎng)基,用0.25%胰酶消化收集細(xì)胞,提取胞內(nèi)蛋白。將收集到的培養(yǎng)基與提取的胞內(nèi)蛋白進(jìn)行SDS-PAGE后,轉(zhuǎn)印至PVDF膜,用5%脫脂牛奶封閉,孵育二抗(1∶5000)后,發(fā)光試劑顯影。

圖1 重疊PCR擴(kuò)增Eh-L-Fc融合基因流程圖

1.4 穩(wěn)定高表達(dá)細(xì)胞株的篩選

將瞬時轉(zhuǎn)染得到的培養(yǎng)24h的細(xì)胞用0.25%胰蛋白酶消化轉(zhuǎn)至100mm培養(yǎng)皿中,培養(yǎng)液為DMEM/F12+10%胎牛血清,加入終濃度為800μg/mL的G418進(jìn)行抗性篩選,以轉(zhuǎn)染空載體和未轉(zhuǎn)染組為對照。14d后挑取細(xì)胞克隆于24孔板中擴(kuò)增,有限稀釋法將細(xì)胞稀釋至100/mL后再依次梯度稀釋鋪入96孔板培養(yǎng),待細(xì)胞長滿后依次轉(zhuǎn)入24孔板、6孔板、100mm培養(yǎng)皿擴(kuò)大培養(yǎng)。

1.5 融合蛋白的表達(dá)與純化

將篩選到的穩(wěn)定轉(zhuǎn)染單克隆細(xì)胞株培養(yǎng)2d后收集培養(yǎng)上清,用0.22μm濾膜過濾,Protein A-Agarose親和層析柱純化,用pH7.2、0.15 mol/L NaCl、100mmol/L的磷酸鹽緩沖液平衡柱子,pH3.0、0.1 mol/L的甘氨酸緩沖液洗脫蛋白,pH8.5的1 mol/L Tris-HCl中和洗脫蛋白液至pH7.4。

1.6 純化蛋白的濃度與純度檢測

采用Lowry法檢測純化后融合蛋白的濃度[10];采用SDS-PAGE灰度分析法與反向高效液相色譜法(RP-HPLC)檢測純化后融合蛋白的純度(HPLC條件:C18柱子,A相為水,B相為乙腈,A、B相中分別加入1‰三氟乙酸,5%~70%濃度乙腈線性洗脫,檢測波長280nm,流速1mL/min,上樣量1μg)。

表1 實驗所用引物和連接肽的序列

1.7 融合蛋白相對分子質(zhì)量測定

采用還原SDS-PAGE法與基質(zhì)輔助激光解吸飛行時間質(zhì)譜法(MALDI-TOF-MS)檢測融合蛋白的相對分子質(zhì)量。

1.8 體外活性檢測

牛源FⅩa(1 mg/mL)37℃裂解融合蛋白6h,取 10μL 裂解產(chǎn)物,加入20μL 8 IU/mL 的凝血酶,輕輕混勻后再加入20μL 5 mg/mL的纖維蛋白原,輕彈混勻,室溫靜置15min,輕彈管壁,觀察凝塊形成情況。以同體積去離子水代替裂解的EH-L-Fc溶液和凝血酶溶液,其他條件不變作為空白對照;以同體積去離子水代替裂解的EHL-Fc溶液,其他條件不變作為陽性對照;以未經(jīng)裂解的EH-L-Fc溶液代替裂解的EH-L-Fc溶液,其他條件不變作為裂解前對照。用下式計算抗凝比活性:

其中,8 IU/mL為凝血酶活性單位,V凝血酶為凝血酶體積,CEH-L-Fc為 EH-L-Fc濃度,VEH-L-Fc為 EH-LFc溶液體積。

2 結(jié)果

2.1 重組表達(dá)載體的構(gòu)建及驗證

采用瑞士模型工作區(qū)(Swiss-Model Work?space)對設(shè)計的融合蛋白空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測結(jié)構(gòu)如圖2A,顯示剛性連接肽通過形成3個α螺旋連接EH和Fc,使得2個結(jié)構(gòu)域不存在空間位阻,提示Fc不會影響EH功能,即可以按照圖2B所繪的重組表達(dá)質(zhì)粒圖譜進(jìn)行后續(xù)重組質(zhì)粒構(gòu)建實驗。

利用前述方法和引物,經(jīng)SOE-PCR擴(kuò)增融合目的基因Eh-L-Fc(990bp),將獲得的產(chǎn)物片段進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳,結(jié)果顯示擴(kuò)增條帶約1000bp,與理論值相符(圖3A)。將獲得的重組融合基因Eh-L-Fc克隆至表達(dá)載體pcDNA3.1并轉(zhuǎn)化大腸桿菌感受態(tài)DH5α,提取質(zhì)粒進(jìn)行HindⅢ、XhoⅠ雙酶切驗證,瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果顯示酶切獲得1000bp左右的條帶,與重組融合基因Eh-L-Fc理論大小相符(圖3B)。核苷酸測序結(jié)果也顯示,重組融合基因未發(fā)生堿基或核苷酸序列突變,說明我們獲得了正確的重組表達(dá)載體pcDNA3.1-Eh-L-Fc。

2.2 轉(zhuǎn)錄水平檢測融合基因的表達(dá)

將轉(zhuǎn)染重組表達(dá)載體pcDNA3.1-Eh-L-Fc獲得的瞬轉(zhuǎn)CHO細(xì)胞系和轉(zhuǎn)染空載體的CHO細(xì)胞系提取RNA,經(jīng)試劑盒反轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,以獲得的cDNA為模板,SP-FP和Fc-RP為引物進(jìn)行PCR,將獲得的PCR產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳分析,結(jié)果顯示pcDNA3.1-Eh-L-Fc瞬轉(zhuǎn)CHO細(xì)胞系在1000bp左右有目的核苷酸片段存在,而轉(zhuǎn)染空載體的CHO系在相同位置未見任何條帶(圖4),說明重組表達(dá)載體成功轉(zhuǎn)入CHO細(xì)胞。

圖2 EH-L-Fc融合蛋白空間結(jié)構(gòu)預(yù)測圖譜及質(zhì)粒構(gòu)建圖譜

2.3 翻譯水平檢測融合蛋白的表達(dá)情況

為檢測重組蛋白在轉(zhuǎn)染重組質(zhì)粒pcDNA3.1-Eh-L-Fc的CHO細(xì)胞和經(jīng)過抗性篩選、克隆化的CHO細(xì)胞中的表達(dá),采用山羊抗人IgG-Fc(HRP)抗體對分泌到細(xì)胞培養(yǎng)基中的目的蛋白和CHO胞內(nèi)蛋白進(jìn)行檢測,圖5A顯示轉(zhuǎn)染后的CHO細(xì)胞表達(dá)EH-L-Fc融合蛋白,且為分泌表達(dá)(圖5B),圖5C顯示不同陽性細(xì)胞克隆表達(dá)量不同。

2.4 EH-L-Fc蛋白的純化及檢測

用ProteinA-Agarose親和層析柱純化pcDNA3.1-Eh-L-Fc高表達(dá)的CHO細(xì)胞系培養(yǎng)上清中的EH-L-Fc蛋白,親和層析圖譜見圖6,層析洗脫峰的SDS-PAGE結(jié)果見圖7,電泳結(jié)果均顯示只有1條蛋白帶。經(jīng)Lowry法測得純化后蛋白濃度為0.66 mg/mL,經(jīng)掃描灰度分析,層析產(chǎn)物純度為90.96%,HPLC結(jié)果顯示層析產(chǎn)物純度為93.9%(圖8),質(zhì)譜顯示EH-L-Fc的相對分子質(zhì)量為72 168(圖9)。綜上可知,獲得了較高純度的重組融合蛋白EH-L-Fc。

圖3 重組質(zhì)粒pcDNA3.1-Eh-L-Fc的構(gòu)建過程核酸電泳圖

圖4 瞬染CHO細(xì)胞系中RT-PCR檢測pcDNA3.1-Eh-L-Fc的表達(dá)

圖5 Western印跡檢測EH-L-Fc融合蛋白的表達(dá)

2.5 EH-L-Fc生物活性檢測

用纖維蛋白凝塊法測定EH-L-Fc蛋白活性,結(jié)果見表2。未裂解的EH-L-Fc融合蛋白和陽性對照均有凝塊形成,即無抗凝活性,表明EH-LFc融合蛋白本身無抗凝活性,只有經(jīng)FⅩa裂解后才具有抗凝活性。按照前述體外活性檢測中提及的抗凝比活性計算公式,計算得抗凝活性為96.6 ATU/mg。

圖6 pcDNA3.1-Eh-L-Fc高表達(dá)的CHO細(xì)胞系培養(yǎng)基的Protein A親和層析圖譜

圖7 親和層析產(chǎn)物的SDS-PAGE

圖8 親和層析產(chǎn)物的HPLC檢測

圖9 EH-L-Fc的質(zhì)譜檢測

表2 EH-L-Fc的抗凝比活性

3 討論

血栓形成和血栓栓塞2種病理過程所引起的疾病,臨床上稱為血栓性疾病,目前是人類死亡的最主要原因之一,病死率居高不下。血栓一旦形成往往造成不可逆的后果,因此血栓性疾病的治療以預(yù)防為主。目前,不管是臨床上常用的肝素類、華法令類抗凝藥,還是新上市的凝血酶抑制劑、FⅩa抑制劑等抗栓藥物,都存在出血副作用[11],因此降低出血副作用成為抗凝藥物研發(fā)的重要方向。

水蛭素能與游離的或與纖維蛋白原結(jié)合的凝血酶以1∶1結(jié)合,形成緊密的非共價可逆性化合物,進(jìn)而抑制凝血酶的活性。自1986年水蛭素cDNA被克隆后[12],經(jīng)過30年的研究和應(yīng)用,重組水蛭素取得巨大成就,并在真核、原核多種載體中獲得表達(dá)[13]。為解決水蛭素的出血副作用問題,本實驗室前期構(gòu)建表達(dá)了新蛭素,在體內(nèi)外證明[14]完整的新蛭素沒有抗凝血酶活性,經(jīng)FⅩa切割后可以釋放水蛭素的抗凝活性[14],大鼠頸動脈血栓模型和大鼠后腔靜脈血栓模型實驗結(jié)果顯示,動物給予EH后血栓形成時間明顯延長,血栓質(zhì)量顯著減小,同時對凝血參數(shù)影響較弱,動物出血時間、凝血酶原時間和凝血酶時間明顯低于陽性對照藥水蛭素[15]。因而,體內(nèi)外實驗結(jié)果均表明,EH能夠在發(fā)揮抗凝活性的前提下,降低出血副作用。

EH相對分子質(zhì)量為7300,遠(yuǎn)小于腎小球過濾攔截的70 000的分子大小,因而易被腎小球過濾,經(jīng)尿液排出,從而導(dǎo)致其體內(nèi)半衰期較短。本實驗室前期實驗結(jié)果也顯示,EH在實驗動物體內(nèi)主要以原型形式經(jīng)尿液排泄,消除半衰期只有1個多小時。因而,EH在臨床上須一天2次靜脈滴注給藥,靜滴時間較長,影響患者的生活質(zhì)量,這就使得延長EH的半衰期勢在必行。

以往,延長半衰期主要通過結(jié)合線性或支鏈的聚乙二醇(PEG)[16-17]來增加相對分子質(zhì)量和流體半徑。雖然PEG已被美國FDA批準(zhǔn)為安全分子(general recognized as safe,GRAS),但依然存在一些問題,如在腎外皮管上皮細(xì)胞形成空泡、在體內(nèi)不被降解、價格昂貴、與蛋白間化學(xué)結(jié)合后需要再純化結(jié)合物等,因此許多研究者也在努力尋求更安全價優(yōu)的取代物。另一種提高藥代動力學(xué)參數(shù)的方法為糖基化,以此降低降解,延長半衰期[18]。利用融合蛋白提高多肽和小分子蛋白的藥代動力學(xué)參數(shù)被廣泛應(yīng)用,最常用的融合活性蛋白或多肽為白蛋白、人免疫球蛋白IgG的Fc片段和沒有結(jié)構(gòu)的多聚肽鏈,如XTEN,目前有43種融合蛋白處于Ⅱ、Ⅲ期臨床階段,其中20種被確認(rèn)可以延長目的蛋白的半衰期[18]。

Fc融合蛋白的理念在1980年代首次提出,1998年,第一個Fc融合蛋白依那西普(etanercept)獲準(zhǔn)上市。至2015年5月,11種不同類型的Fc融合蛋白被美國FDA批準(zhǔn)上市。其中,2014年上市的 Eloctate、Alprolix、Trulicity的半衰期分別從 12h、18h、1~2min提高到 19h、83h、3.75d[17]。因此,利用Fc與目的蛋白融合來延長半衰期不僅具有研究價值,更有市場價值。

本實驗將EH與Fc進(jìn)行融合,把Fc設(shè)計在EH的下游,保證EH的N端EPR充分暴露,可以被FⅩa和FⅪa識別并裂解,從而保留其抗凝活性的靶向性釋放。EH與Fc之間采用一段剛性α螺旋連接肽(AEAAAKEAAAKEAAAKA),以此降低EH和Fc分子間的相互影響。

我們通過瞬時轉(zhuǎn)染,初步確定了重組蛋白能在CHO細(xì)胞里表達(dá),篩選了穩(wěn)定表達(dá)的單克隆細(xì)胞株,培養(yǎng)上清經(jīng)親和層析獲得了純度較高的融合蛋白。單鏈融合蛋白EH-L-Fc理論相對分子質(zhì)量為33 880,我們獲得的融合蛋白經(jīng)質(zhì)譜分析,其相對分子質(zhì)量為72 168,說明EH-L-Fc以二聚體形式存在,但表達(dá)產(chǎn)物的分子比二聚體理論分子量大,其原因可能是融合蛋白發(fā)生了糖基化,這有待后續(xù)實驗驗證。本實驗結(jié)果顯示完整的EH-L-Fc蛋白的確無抗凝活性,但經(jīng)FⅩa酶切后可釋放其抗凝活性,其抗凝比活性為96.6 ATU/mg,EH抗凝活性為512 ATU/mg,該抗凝比活性換算成摩爾分子抗凝活性時,與EH的摩爾分子抗凝活性(數(shù)據(jù))相當(dāng),說明與Fc融合后,EH的生物特性基本沒有受到影響。

本實驗結(jié)果表明,通過CHO表達(dá)系統(tǒng)可以獲得保留EH生物特性的EH-L-Fc融合蛋白,初步顯示了EH-L-Fc融合蛋白的成藥可能性。后續(xù)工作將繼續(xù)改進(jìn)完善純化工藝,并驗證融合蛋白在體內(nèi)延長半衰期的效果。

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Expression,Purification and Function Analysis of EH-L-Fc Fusion Protein

PANG Yu-Hong1,LIU Yu-Bin2,YU Ai-Ping2*,LYU Ying-Tao1*
1.Qingdao University of Science and Technology,Qingdao 266042;2.Institute of Radiation Medicine,Academy of Military Medical Sciences,Beijing 100850;China
*Co-corresponding authors,LYU Ying-Tao,E-mail:ytlv@sina.com;YU Ai-Ping,E-mail:yuap117@163.com

Objective:To prolong the half-life of recombinant neorudin(EH),a new form of recombinant neoru?din(EH-L-Fc) was constructed by fusion of the neorudin gene and the coding sequence for fragment of human IgG1 with a rigid linker peptide,and the function of EH-L-Fc was analyzed.Methods:The fusion gene was ob?tained by SOE-PCR,and constructed into expression vector pcDNA3.1.The recombinant pcDNA3.1-Eh-L-Fc was transfected into CHO cells by liposomes.Stable gene expression cell lines were selected by geneticin(G418) resis?tance screening.The expression of EH-L-Fc protein in the cell culture supernatant was measured by Western blot?ting.The monoclone was selected from the resistance screening polyclone by limiting dilution analysis.The fusion protein was purified by Protein A affinity chromatography,and then the purity of the EH-L-Fc protein was ana?lyzed by SDS-PAGE and RP-HPLC.The fusion protein was cleaved by coagulation factorⅩa and the anticoagu?lant activity was determined in vitro by fibrin clot method.Results:The results showed that the recombinant ex?pression vector pcDNA3.1-Eh-L-Fc was successfully constructed,and the stable cell clone CHO-pcDNA3.1-Eh-LFc was obtained.The expression product is a dimer with a molecular weight of 72 168 Da.The purity of the re?combinant protein was 93.9%with a 96.9 ATU/mg anticoagulant specific activity after cleaved by factorⅩa.The complete recombinant EH-L-Fc has no anticoagulant activity.Conclusion:The stable CHO cell line harboring the recombinant Eh-L-Fc was successfully obtained.The EH-L-Fc fusion protein with a high purity and bioactivity af?ter cleavage by factorⅩa provides an important foundation for the further research of long acting EH-L-Fc.

neorudin;anticoagulant;Fc-fusion protein

Q78

A

1009-0002(2017)04-0422-07

2017-02-10

國家科技重大專項“重大新藥創(chuàng)制”(2012ZX09102301-008)

龐玉紅(1991- ),女,碩士研究生,(E-mail)15201048952@163.com

于愛平,(E-mail)yuap117@163.com;呂英濤,(E-mail)ytlv@sina.com

10.3969/j.issn.1009-0002.2017.04.004

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