重组猪源胰高血糖素样肽-2表达及活性检测

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胰高血糖素样肽-2(Glucagon-like peptide-2,GLP-2)是胰高血糖素原的衍生肽,其主要功能是促进肠道绒毛生长、刺激肠道隐窝内细胞增殖分化。目前临床上用于治疗一些肠道炎症性疾病,例如短肠综合征、肠炎性腹泻等。此外,在畜牧业中,GLP-2对家畜肠道疾病也有一定的预防效果。GLP-2血浆半衰期很短,在人体内大概只有7 min,这是因为体内二肽激酶(dipeptidyl peptidase IV,DPP-4)能够识别并水解GLP-2第二位的丙氨酸氨基末端,若将第二位丙氨酸用甘氨酸替换则可以抵抗DPP-4酶水解,延长药物半衰期。虽然GLP-2有着广泛的应用前景,但是从自然资源中获得GLP-2的活性损失大、得率低且过程繁琐,化学合成工艺复杂且纯度难以保证,两种方法均难应用于GLP-2工厂化大量生产。如何快速、较低成本、便捷的生产出有活性的GLP-2是本课题拟解决的问题。本实验利用基因工程技术表达出定点诱变的猪源性GLP-2,用甘氨酸取代GLP-2氨基末端第二位丙氨酸后,再根据大肠杆菌的偏好性对GLP-2序列进行优化,并在目标肽序列N端添加肠激酶识别位点,合成基因序列。通过Kpn I和Xho I双酶切位点连接到pET-40b(+)构建原核重组表达载体pET-40b(+)-GLP-2,重组质粒转化进大肠杆菌BL21菌株,诱导表达重组蛋白。优化后表达参数为:菌液OD600为0.6时,用0.2 mmol/L IPTG,37℃,诱导培养5 h;最终得到GLP-2重组蛋白表达量较高的基因工程菌株。通过镍离子亲和层析柱纯化以及分梯度洗脱获得纯度较高的GLP-2重组蛋白,基质辅助激光解析电离飞行时间质谱鉴定其为目的蛋白。在体外,通过检测GLP-2重组蛋白对IPEC-j2细胞的增殖以及对该细胞下游因子mRNA表达量的影响,证实其体外活性;在体内,通过GLP-2重组蛋白对KM小鼠体重变化的影响、对肠道下游因子mRNA表达量的影响以及对LPS诱发小鼠肠道炎症的预防效果等,证明了重组蛋白在生物体内的活性。本实验为GLP-2功能性研究以及在工厂化的生产应用奠定了基础。
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