ELPs标签纯化重组蛋白的研究进展
2021-03-25胡学军
姜 媛,丁 宁,胡学军*
(1.大连大学医学院,辽宁 大连 116000;2.大连大学 医学研究中心,辽宁 大连 116622)
目前,重组蛋白已被广泛应用于临床治疗、医学检验、环境监测等领域[1]。低成本高效的纯化重组蛋白是蛋白生产的关键技术。通常采用各种色谱柱进行蛋白质纯化,该方法同时需要辅助设备,比如蛋白质分离纯化系统[2]。而类弹性蛋白多肽(elastin-like polypeptides,ELPs)的出现给纯化重组蛋白提供了新的途径。
1973年,Urry等发现天然弹性蛋白疏水区域中含有大量的Val-Pro-GIy-Val-Gly(VPGVG)重复氨基酸序列[3]。ELPs是根据重复五肽氨基酸序列人工合成的温度敏感的蛋白质聚合物(VPGVG)n,具有响应温度变化的可逆相变性质[4-6]。因此,近年来ELPs因其具有明显的可逆相变特性而备受关注[7]。ELPs在低于其可逆相变温度(inverse transition temperature,ITT)下可溶于水溶液,但在高于ITT时变成不溶性聚集体[8]。随机的单个ELPs链在达到ITT之前,随着温度的升高开始呈现β-转构象,接着是β-螺旋构象,然后在达到ITT时相互堆叠形成 “扭曲的细丝”并相互结合形成不溶性聚集体。此过程是可逆的,当温度降低到ITT以下时,聚集体重新溶于溶液中[9](图1)。

图1 ELPs可逆相变机理Fig.1 Inverse transition mechanism of ELPs
研究[10-13]发现,当ELPs基序与另一蛋白融合时,ELPs的可逆相变性质得以维持。由此推断ELPs允许重组蛋白的非色谱热刺激相分离。自此ELPs便作为纯化标签参与蛋白质纯化。虽然ELPs标签与现有纯化标签均可用于标准化重组蛋白的纯化过程,但现有纯化标签的一个共同缺点是:大多数依赖于亲和层析,成本较高,特别是大规模制备时。相比之下,ELPs标签的纯化过程简单而直接,可以显著降低重组蛋白的生产成本[14]。……
