FGF21表达系统中的研究进展

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FGF21表达系统中的研究进展
关于加强和改进机动车检验工作的意见>勒纳指数王萌1,魏健1,王云鹏2
(1.长春师范大学,吉林 长春 130032;2.吉林省农业科学研究院,吉林 长春 130033)
摘 要:成纤维细胞生长因子21是一种在代谢调节方面发挥着重要的作用的应激诱导的激素。因其实质性的改善胰岛素敏感性、血糖控制和血脂谱等的药理作用而被广泛研究。药用蛋白FGF21用于代谢性疾病的,具有重要的药用价值。了获取更多的高纯度的FGF21蛋白,许多科研人员采用多种表达系统表达生产FGF21 蛋白。本文就现有的表达系统进行了综述。
关键词:FGF21蛋白;表达系统
成纤维细胞生长因子21能够刺激脂肪细胞的葡萄糖吸收,降低血浆中葡萄糖和甘油三醋的浓度,从而纠正多种代谢异常。并且FGF21是FGF家族中发现的唯一没有促有丝分裂活性的基因,因此大大降低了其临床用药的风险,被认为是一种潜在的代谢性疾病的新药。尤其是FGF21与胰岛素相比,FGF21具有过量不导致低血糖的优点。另外FGF21不具备FGF家族经典的促有丝分裂活性,彻底消除了人们对于FGF21致瘤性的担忧,使得FGF21体内用药糖尿病成为可能。FGF21不仅能通过调节糖脂代谢有效抑制糖尿病的发展,针对于多种糖尿病并发症也表现出了明显的抑制作用。由于FGF21作为一种药用蛋白的获得途径十分有限,且价格昂贵,因此而限制了FGF21的临床研究。1 FGF21的原核表达系统
大肠杆菌被广泛地应用到重组蛋白的生产有生产成本低、操作技术简单等优点,是表达非糖基化重组蛋白的首选,目前FDA批准生产的重组蛋白药物大约有30%由大肠杆菌表达[1]。然而,大肠杆菌胞内表达重组蛋白,具有易被蛋白酶降解、不能形成正确的二硫键和错误折叠等风险,而导致重组蛋白不表达、表达量低以及错误折叠形成包涵体等问题[2]。相对于大肠杆菌细胞质细胞周质是一个氧化环境,有利于二硫键的正确形成促进蛋白质的正确折叠;此外细胞周质蛋白酶含量低,重组蛋白不易被降解;同时细胞周质蛋白总量低,便于重组蛋白的提取纯化,简化了提纯工艺并节约了生产成本[3]。Sec分泌途径是大肠杆菌经典的依赖于N 端信号肽的转运途径,已有许多重组蛋白通过Sec分泌途径成功表达。利用大肠杆菌细胞质周质已经制备出纯度在95%以上且具有生物活性的FGF21蛋白。2 FGF21的毕赤酵母表达系统
与哺乳动物细胞相比,首先毕赤酵母培养条件简单,适合高密度培养,提高目的蛋白的产量;其次利用甲醇诱导的醇氧化酶Ⅰ启动子,严格控制外源基因的表达,无论是胞内、胞外均可实现外源基因的高表达。DNA转化率高,拥有真核蛋白修饰系统,如糖基化、二硫键的形成及蛋白酶解加工,并且毕赤酵母自身分泌蛋白水平较低,表达的外源蛋白易于分离纯化[4],尤其适用表达外源蛋白。邵明龙等[5]利用毕赤酵母中表达FGF21,获得蛋白纯度达90%。但在已完成的表达过程中存在表达量较低,且蛋白稳定性差,易降解,无法获得具有完整结构的FGF21等问题3 FGF21的油体表达系统
植物油体表达系统具有完整的真核表达系统,经糖基化、酰基化、磷酸化等翻译后加工过程,可使其
表达产物具有与高等动物细胞一致的生物活性。同时,植物油体表达系统表达的外源蛋白利用油体亲脂疏水的特性,使转基
fgf
因植物种子经过“粉碎-液体抽提-离心”处理,将融合蛋白从转基因植物种子中分离出来[6]大大简化了目标蛋白与受体内源蛋白的分离和纯化工艺,降低了纯化成本。目前,已有成功利用油体表达系统生产目标蛋白的先例。
油体表达系统是基于降低某些植物表达蛋白的提取、纯化成本而研制的一种新的植物表达体系,其具有以下特点:首先油体基因的表达受激素和发育的调控,使油体基因只在种子成熟过程中表达,因此通过外源基因与油体基因进行融合,可以使目的基因在植物的种子中特异表达;其次油体基因的转录在开花后4~6周,成熟种子中的mRNA急剧降低,因此油体蛋白可在成熟种子中稳定存在。目前利用油体表达系统已经成功地表达了人胰岛素
三级教育
[7]
、木聚糖酶等蛋白。本研究的蛋白检测结果可以进一步西南联合大学

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