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无细胞蛋白合成体系实现胰岛素原可溶性表达.PDF
生物工程学报 胡元 等/无细胞蛋白合成体系实现胰岛素原可溶性表达 467
Chinese Journal of Biotechnology
/cjbcn March 25, 2017, 33(3): 467?477
DOI: 10.13345/j.cjb.160452 ?2017 Chin J Biotech, All rights reserved
·应用领域·
无细胞蛋白合成体系实现胰岛素原可溶性表达
胡元 1,张宇琛 2,徐焱成 1,刘天罡 2
1 武汉大学 中南医院 内分泌科,湖北 武汉 430071
2 武汉大学 药学院 组合生物合成与新药发现教育部重点实验室,湖北 武汉 430071
胡元, 张宇琛, 徐焱成, 等. 无细胞蛋白合成体系实现胰岛素原可溶性表达. 生物工程学报, 2017, 33(3): 467–477.
Hu Y, Zhang YC, Xu YC, et al. Synthesis of soluble proinsulin in a cell-free protein synthesis system. Chin J Biotech, 2017,
33(3): 467–477.
摘 要: 胰岛素原 (Proinsulin,Pins) 是胰岛素的合成前体。在大肠杆菌表达系统中,其一般以包涵体的形式
存在,需要经过变性复性等后续加工过程才能得到有活性的胰岛素。而无细胞蛋白合成体系 (Cell-free protein
synthesis,CFPS) 作为一种新型体外蛋白合成手段,突破了细胞的生理限制,已成功应用于多种重组蛋白药物
的生产。为了探索胰岛素合成的新方法以满足其在新型给药途径研发中的需求,本研究运用 CFPS 体系进行胰
岛素原的可溶性表达。通过将胰岛素原与荧光蛋白进行融合来增加其可溶性,成功在 CFPS 体系中表达了胰岛
素原融合蛋白。最后使用 Western blotting 对融合红色荧光蛋白的胰岛素原 (Pins-mCherry) 进行鉴定,利用酶
标仪对融合绿色荧光蛋白的胰岛素原 (Pins-eGFP) 在上清中的表达进行定量分析,结果表明 Pins-eGFP 部分可
溶,其表达量为 (12.28±3.45) μg/mL。本研究首次实现了融合胰岛素原在 CFPS 系统中的可溶性表达,其融合
荧光蛋白的策略显著提升了胰岛素原的可溶性,该结果为探究胰岛素合成新方法及开发基于 CFPS 系统的新型
胰岛素给药途径奠定了基础。
关键词: 无细胞蛋白合成体系,胰岛素原,融合荧光蛋白,可溶性,蛋白折叠
Received: November 17, 2016; Accepted: January 24, 2017
Supported by: National Natural Science Foundation of China (No., the Young Talents Program of National High-level
Personnel of Special Support Program (The “Ten Thousand Talent Program”).
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