利拉鲁肽前体肽GLP-1(7-37)K34R在大肠埃希菌中的表达与优化*
2021-06-15李朋彦周成慧李潜赵伟罗学刚
李朋彦,周成慧,李潜,赵伟,罗学刚
(1.天津科技大学生物工程学院工业发酵微生物教育部重点实验室暨天津市工业微生物重点实验室,天津 300457;2.天津市微生物代谢与发酵过程控制技术工程中心,天津 300457;3.正大天晴药业集团股份有限公司,南京 210046)
糖尿病、高脂血症等糖脂代谢紊乱性疾病已成为威胁人类生活质量及经济社会发展的重大公共卫生问题[1]。胰高血糖素样肽1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)是一种肠促胰岛素激素,在糖脂代谢的实时应答调节过程中发挥至关重要的作用[2]。但天然的GLP-1在体内不稳定,半衰期仅约2 min,临床可行性差[3]。利拉鲁肽(liraglutide)是将人GLP-1(7-37)第34位的Lys替换为Arg(K34R),同时在第26位Lys上引入一个由Glu介导的16碳棕榈酸侧链[4]。利拉鲁肽保留GLP-1的全部生物活性,不良反应显著减少,且体内半衰期可延长至13 h[5-6]。大量研究证实,利拉鲁肽不仅具有高效、持久的降糖效果,且可显著改善细胞功能,为2型糖尿病治疗带来福音[7-8]。但此药物价格相对较高,而迄今国内还没有利拉鲁肽生物类似药获批上市。笔者在本研究利用遗传背景清楚、成本低、易于产业化的大肠埃希菌表达系统[9],对GLP-1(7-37)K34R(简称GLP1a)的基因工程表达制备工艺进行探索研究。由于大肠埃希菌过量表达蛋白时常形成不可溶的包涵体[10],且GLP1a相对分子质量小(31个氨基酸),对基因工程表达及分离纯化都十分不利。为了提高目的蛋白的可溶性与及分离纯化效率,笔者在本研究将目的蛋白分别与谷胱甘肽转移酶(GST)、泛素(Ub)、小泛素相关修饰蛋白(SUMO)等3种不同标签蛋白进行融合,分析比较其可溶性表达效果[11]。……
