重组大肠杆菌表达豹蛙酶发酵培养基和发酵条件的优化

2021-10-26赵兴聪王学东

华东理工大学学报(自然科学版) 2021年5期

夏祯，赵兴聪，王学东

（华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室，上海 200237）

豹蛙酶(Ranpirnase），商品名Onconase（ONC)，是全球正在研究的多种药物之一[1-2]，最早分离自北极豹蛙(Northern Leopard Frog，Rana pipiens)的卵母细胞和早期胚胎[3]，属于核糖核酸酶A(RNase A)超家族成员，是已知的胰核糖核酸酶超家族成员中最小的单结构域蛋白。它是由104 个氨基酸残基组成的一个相对分子质量为11835、等电点为9.7 的蛋白质。豹蛙酶能特异性地降解tRNA 抑制蛋白质的合成[4]，细胞毒性较强, 可通过多种机制导致肿瘤细胞凋亡[5]，在体内外对多种肿瘤细胞均具有显著的杀伤作用[6-7]。临床上豹蛙酶作为抗肿瘤药物用于治疗恶性间皮瘤，也用于非小细胞肺癌和其他固体肿瘤的治疗并处于临床研究阶段，有着很大的应用前景[8]。为了提高重组蛋白的表达水平，有必要对培养基和表达条件进行优化[9]。目前，对于发酵培养基的优化已有许多研究，其中代志凯等[10]对近年来常用的试验设计和优化方法进行了综述。于子玲等[11]用Plackett-Burman 实验设计和Box-Behnken响应面分析方法优化了辅酶Q10 产生菌的发酵培养基。朱新术等[12]对重组毕赤酵母表达木聚糖酶的发酵培养基进行了优化，木聚糖酶的酶活力和比酶活分别达到了原来的3.055 倍和3.889 倍。本文通过对含有豹蛙酶基因的重组大肠杆菌E. coliBL21 (DE3)-pET- 22b (+)-ONC 进行培养、优化诱导条件，并且利用Plackett-Burman (PB)实验设计考察多个因素对豹蛙酶表达的影响，从而确定出最优的培养方案，以提高豹蛙酶的表达量[13]。