自组装多功能纳米硫酸软骨素ABC酶的制备方法研究

基本信息
批准号:21306002
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:李晔
学科分类:
依托单位:北京电子科技职业学院
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:辛秀兰,金丽华,王诗卉,申晓林,孙新晓,孙婧
关键词:
类弹性蛋白纳米酶自组装硫酸软骨素ABC酶过程集成
结项摘要

Chondroitinase ABC (ChSase ABC) is one of the most widely used chondroitinase which has great potential biological functions. This project is aimed to establish a integration procedure including separation, purification and immobilization. Firstly, ChSase ABC was connected to Elastin polypeptide (ELP) and Silk-like polypeptides by linker, so as to get a flexibly controlled and mechanically strengthful fusion protein and the system of fusion expressing protein. In the separation process, the artificial neural network model was applied to study the peptide self-assembly process and then get the optimum separation conditions, under which the enzyme activity and the yield was in a good balance. By using the self-assembly property, the integration procedure including separation, purification and immobilization was established. Meanwhile, the developed model was used to study the self-assembly process and then reveal the fundamental of the process. The results obtained in this project will be helpful to explore the bio-production technique of the ChSase ABC and get intensively understanding of the ELP self-assembly process, which will be also a benefit to the researchers studying the similar systems.

硫酸软骨素酶ABC(ChSase ABC)为特异性最为广泛的一类硫酸软骨素裂解酶,具有卓越的生物学功能。本项目拟以ChSase ABC为目标酶,经连接肽与类弹性蛋白(Elastin polypeptide,ELP)和类丝蛋白多肽结合,构建可控性好、机械强度高的融合蛋白及可溶表达体系,探讨高效融合表达策略;纯化过程中,建立神经网络模型描述多肽自组装过程,探索最佳条件,使多肽自组装成构象合理及尺寸适当的球体,在保证酶学特性的同时实现酶的快速分离纯化,并同步完成固定化。同时,利用所建模型分析ELP融合蛋白自组装过程中各影响因素的协同作用,揭示其环境应答机理。最终开发出具有自主知识产权的新型、经济的自组装纳米ChSase ABC酶,实现分离纯化、固定化一体化过程集成,并实现自组装过程模型化描述,对提升我国ChSase ABC纯酶生产的技术水平具有重要科学意义,同时为其他类似体系的开发提供科学依据。

项目摘要

硫酸软骨素裂解酶(chondroitinase, ChSase)是一类能将硫酸软骨素、软骨素、透明质酸等糖胺聚糖降解为不饱和二糖及寡糖的裂解酶。本研究主要从以下四个方面对ChSase ABC I进行了系统研究。首先使用融合标签MBP来提高ChSase ABC I的可溶性表达,重组MBP-ChSase ABC I产量可达到3180 IU/L发酵液。其次研究了His标签对ChSase ABC I酶活和性质的影响,结果发现,His-ChSase ABC I的比酶活为201.9 IU/mg蛋白,比ChSase ABC I低两倍,同时His标签降低了ChSase ABC I的催化效率,并对其二级结构产生了影响。再次,为了一步得到高纯化率的ChSase ABC I,研究了ELP对ChSase ABC I表达及纯化的影响,成功构建了pMAL-c2x-(ELP)100-ChSase ABC I,实验结果表明由于ChSase ABC I的分子量过大,没有实现预期,不及MBP和His标签的分离纯化效果。最后,为进一步提高ChSase ABC I表达量,课题组成功开发了一种新的融合标签GAPDH,结果表明,GAPDH-ChSase ABC I的表达水平比ChSase ABC I提高了2.25倍,同时酶活提高了将近3倍。与常用的融合标签MBP对比,GAPDH占有明显的优势。本研究对于ChSase ABC I的工业化应用有一定的指导意义,同时为ChSase ABC I的工业化生产提供一种可能。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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