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包涵体的复性方法(一)

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发表时间:2018-08-25 14:26作者:武汉新启迪Xinqidi来源:http://www.qidibio.com

一个有效的、理想的折叠复性方法应具备以下几个特点:活性蛋白质的回收率高;正确复性的产物易于与错误折叠蛋白质分离;折叠复性后应得到浓度较高的蛋白质产品;折叠复性方法易于放大;复性过程耗时较少。(即回收高,易分离,浓度高,易放大,耗时少。)

1. 透析、稀释和超滤复性法:

  这三种方法是最传统也是应用最普遍的蛋白质折叠复性方法,复性活性回收率低,而且难于与杂蛋白分离。透析法耗时长,易形成无活性蛋白质聚集体;超滤法在膜上聚集变性(不可逆变性),易造成膜污染;稀释法(直接加入水或缓冲液,放置过夜,缺点是体积增加较大,变性剂稀释速度太快,不易控制)处理量太大,不利于工业放大。

2. 凝胶过滤层析复性

 凝胶过滤层析复性又称体积排阻复性(SEC),是一种广泛应用的层析技术。与常用的稀释复性法相比,凝胶过滤层析复性能在高的起始蛋白浓度下对蛋白进行复性,活性回收率较高,同时又能使目标蛋白得到一定程度的纯化。

凝胶过滤复性时,除了蛋白质在胶粒中的传质和扩散外,蛋白质与介质之间并不发生其它任何作用。复性过程始终发生在溶液中。蛋白质在伸展状态中,每个蛋白质分子的伸展状态都会有差别,而不同伸展状态的蛋白质分子在凝胶颗粒内部扩散所受到的限制也不相同,有的会扩散入颗粒内部深一些,有的会浅一些,这使不同伸展状态的蛋白质分子达到一定程度的分离,这样蛋白质分子问相互作用的机会就大大减少,从而起到一定抑制凝集的作用;即使发生了部分凝集,凝集的蛋白质会附着在胶粒上,而不随着溶液向下运动,这样后面的变性剂可以赶上凝集的蛋白质,使其重新溶解并变性;并且在凝胶过滤中脲等变性剂脱除得相对较慢,这对有些蛋白质的复性是有利的。

在普通凝胶过滤中,变性剂和还原剂的脱除(??)虽较稀释复性慢,但变性蛋白质仍会经历变性剂浓度突然变化的过程。脲梯度复性是样品上柱前用复性缓冲液平衡柱子,接着使变性剂浓度递减(如从6M 盐酸胍或8M尿素下降到复性缓冲液中预先确定的变性剂的浓度)。此法为蛋白质复性提供了一个较温和的环境,实现了线性去除变性剂,对高浓度变性蛋白质的复性效果十分显著。对初始浓度为17mg/ml的还原变性溶菌酶,在40min内可以得到高达9O%的活性回收率。此外在脲梯度SEC的基础上发展了pH和脲浓度双梯度SEC法用于蛋白复性,效果很好。

在SEC复性的基础上设计的连续基质辅助蛋白复性系统能使变性蛋白定量地转换成复性的天然态蛋白。此复性方法能够将复性过程中产生的蛋白聚集体再次复性,使蛋白最大程度地得到回收。伴侣溶剂塞(Chaperon solvent plug)SEC复性法在一定程度上解决了变性蛋白进入柱顶端之前发生沉淀这一问题。此外,抗体、小分子添加剂如L一精氨酸和环糊精等共价结合到SEC固定相上也可能会提高某些蛋白的复性效率,同时又能使这些物质得以重复利用,降低生产成本。

3. 高蛋白浓度下的复性方法:

 一个成功的复性过程在于能够在高蛋白浓度下仍能得到较高的复性率。一个方法是把变性蛋白缓慢连续或不连续地加入到复性液中。在两次蛋白加入之间,应有足够的时间间隔使蛋白质折叠通过了易聚集的中间体阶段。这是由于完全折叠的蛋白通常不会与正在折叠的蛋白一起聚集。第二种方法是用温度跳跃策略。变性蛋白在低温下复性折叠以减少聚集,直到易聚集的中间体大都转化为不易聚集的后期中间体后,温度快速升高来促进后期中间体快速折叠为蛋白的天然构象。第三种方法是复性在中等的变性剂浓度下进行,变性剂浓度应高到足以有效防止聚集,同时又必须低到能够引发正确复性。


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