交联蛋白晶体技术及其应用.PDFVIP

《生物工程进展》2001 ,Vol . 21 ,No . 6 交联蛋白晶体技术及其应用 夏仕文 　张 　莉 　肖正华 　李 　文 　王云霞 (第三军医大学医学检验系生物转化实验室 ,重庆 　400038) 摘要 　作为蛋白工程的一项突破性技术 ,交联蛋白晶体技术正受到广泛重视 。蛋白晶体的交联形 式不仅保留了蛋白的生物活性 ,而且显示了对热 、极端 p H 和温度 、有机溶剂和蛋白水解酶的更高 稳定性 。本文介绍交联蛋白晶体的制备和特性及其在生物医学 、有机合成 、环境催化和色谱分析 中的应用 。 关键词 　交联蛋白晶体 　生物医学 　有机合成 　色谱分析 　　通常认为 ,蛋白是不稳定的 ,蛋白晶体的大量制 高纯度 。分批结晶是一个高效的规模化的分离 备是非常困难的。这些传统的观念阻碍了蛋白晶体 过程 。从粗的蛋白混合物中获得的蛋白晶体具有很 的研究和应用 。1992 年 , St . Clair 和 Navia[ 1] 证实交 高的纯度 。 联嗜热蛋白酶晶体即使在苛刻条件下仍能保持催化 高稳定性 。交联蛋白晶体的稳定性是蛋白晶体 活性 ,这一研究唤起了人们对蛋白晶体的重新重视 。 属性和蛋白分子共价交联的结果 。在晶格里 ,蛋白 ( 浓度接近理论限度 。当一个蛋白从溶液中转移到晶 借助美国Altus Biologics 建立的交联蛋白晶体 Cross linked protein crystals ,CLPC) 技术平台 , 已有 15 种酶 体环境中时 ,静电力和蛋白分子间的疏水作用增大 , 被制备成交联晶体形式 ,其中 Candida rugosa 脂肪 显著提高了蛋白对热和其它变性剂的稳定性 ,从而 酶 、Pesudomonas cep acia 脂肪酶 、嗜热蛋白酶 、枯草杆 阻止了蛋白的伸展 、聚集和分解 。此外 ,因晶体中溶 菌蛋白酶和青霉素酰化酶的交联晶体已能进行 kg 剂通道的尺寸和严格的蛋白蛋白相互作用 ,蛋白水 级生产并实现了商业化[2 ] 。蛋白晶体的交联形式不 解酶被排斥在晶格之外 ,从而增强了交联蛋白晶体 仅保留了蛋 白的生物活性 ,而且显示了对热 、极端 对蛋白水解酶的抵抗力 。同可溶性蛋白相比,交联 p H 和温度 、有机溶剂和蛋白水解酶的更高稳定性 。 蛋白晶体对 p H 、温度 、蛋白水解酶和有机溶剂的稳 其应用范围涉及生物医学 、有机合成 、分析化学 、环 定性提高了2～5 个数量级[3～5 ] 。 境保护等领域 。本文评述交联蛋白晶体技术及其应 高活性 。结晶和交联起着纯化和稳定蛋白的作 用的研究进展 。 用 。交联蛋白晶体具有有序的三维结构 , 晶格赋予 蛋白结构强度和持久性 ,使得蛋白能够在生理和非 1 　交联蛋白晶体技术 生理环境中长时间保持活性 。交联蛋白晶体的微型 1. 1 　交联蛋白晶体的制备 通道为 15～120 ,允许底物 自由地通过颗粒并进入 交联蛋白晶体是用交联剂将水溶液中形成的均 交联蛋白分子的活性中心 。 一的蛋白晶体交联形成的具有稳定结构和高生物活 控释特性 。在给定条件下 ,交联蛋白晶体保持 性的晶态物质 。交联蛋 白晶体的制备包括两个步 结构完整性 。在特定的“引发”条件下 ,交联蛋白晶 骤 :蛋白的批量结晶和化学交联 。批量结晶产生具 体中的活性蛋白分子从晶格中缓释 。 有良好过滤性的均匀颗粒 。颗粒的尺寸和形状通过