本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域,具體涉及一種簡便制備活性人KGF-2D31的方法。
背景技術(shù):
角質(zhì)細胞生長因子-2于1996年由Yamasaki等人從鼠的胚胎中發(fā)現(xiàn),因與角質(zhì)細胞生長因子關(guān)系密切,故命名為角質(zhì)細胞生長因子-2(KGF-2,下文均以此簡稱代表),又稱成纖維細胞生長因子-10(FGF-10)。人角質(zhì)細胞生長因子-2由624個核苷酸組成,編碼208氨基酸,理論分子量為19.3kDa。KGF-2主要由間質(zhì)細胞合成,能夠特異性結(jié)合靶細胞表面的成纖維細胞生長因子受體2Ⅲb(FGFR2Ⅲb)和成纖維細胞生長因子受體1Ⅲb(FGFR1Ⅲb),兩個受體觸發(fā)傳導信號,從而發(fā)揮生理作用。
KGF-2能夠促進上皮細胞的增生和發(fā)育,其刺激角質(zhì)細胞增殖的能力比TGF和EGF強2至10倍,是多種組織器官中上皮細胞的特異性的有絲分裂源。KGF-2能夠通過刺激表皮細胞的增殖、遷移和分化直接促進傷口的愈合,也能通過刺激血小板衍生生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子和成纖維細胞生長因子等的表達間接作用于組織的重塑。KGF-2在輻射對正常肌體和細胞造成的損傷修復方面有顯著的作用,它能提高骨髓對全身輻射的耐受性,降低輻射引起的胃腸道操作,同時調(diào)節(jié)和維持干細胞的分裂和存活。在潰瘍和腸炎治療上,KGF-2也有很好的療效。此外,在發(fā)育生物學中,KGF-2也被發(fā)現(xiàn)可刺激胎兒肺部液體分泌、促進起始肢芽的形成和增長,同時也參與卵泡發(fā)育及子宮內(nèi)膜著床的調(diào)節(jié)。
正由于KGF-2這些生物學功能,它在醫(yī)學臨床和美容方面有巨大的應用前景。在醫(yī)學臨床上,KGF-2已經(jīng)被證實可用于靜脈潰瘍、化療造成的粘膜炎、潰瘍性的大腸炎、燒傷等皮膚創(chuàng)口愈合等方面有顯著的療效。而在美容領(lǐng)域,由于KGF-2可促進上皮細胞的生長、分化和遷移的同時,會啟動上皮細胞對皮下組織的協(xié)同信號反饋,促進皮膚各組織的新陳代謝平衡,改善皮膚各組織的功能,增加皮膚的彈性,正在成為美容產(chǎn)品領(lǐng)域的研發(fā)熱點。然而重組KGF-2卻存在對酸和熱不穩(wěn)定,易降解,半衰期短,不易存儲,KGF-2的不穩(wěn)定性對其在醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域的應用帶來困難。但是在N段刪除部分氨基酸可提高其穩(wěn)定性,其中,成熟KGF-2N段刪除31個氨基酸后Ser69-Ser208(KGF-2D31)能在液態(tài)情況下保持穩(wěn)定10個月。
當今KGF-2一般通過基因工程的方法獲取重組的人角質(zhì)細胞生長因子-2(rhKGF-2),基本都是通過大腸桿菌表達系統(tǒng)來進行生產(chǎn),并且已經(jīng)能夠通過包涵體表達、可溶性表達和分泌表達等多種方式進行表達生產(chǎn)。但是無論是包涵體表達還是可溶性表達或分泌表達,rhKGF-2的純化方式一般使用親和層析、凝膠過濾層析、疏水層析等方式的較多步驟的不同組合,需要純化4-5步才能得到高純度的蛋白,費力、耗時的同時,也增加了產(chǎn)品的損耗率。
同時,現(xiàn)在國內(nèi)外有關(guān)于KGF-2生物學活性檢測方法上并沒有統(tǒng)一、公認的方法。因為KGF-2與FGFR2Ⅲb、FGFR1Ⅲb兩種受體能特異性的結(jié)合,所以,眾多研究文獻和一些生產(chǎn)商品化專供科研用KGF-2的公司多采用轉(zhuǎn)受體FGFR2Ⅲb的穩(wěn)定表達細胞株來進行KGF-2的生物學活性檢測,其中使用最多的是轉(zhuǎn)受體FGFR2lllb的BaF3。雖然轉(zhuǎn)受體FGFR2lllb的BaF3在檢測KGF-2時的效果好、靈敏度高(EC50<0.5~1ng/mL,≥1~2×106units/mg),但是ATCC已暫停出售,市場上也沒有商品化的轉(zhuǎn)受體FGFR2lllb的BaF3出售,想使用這種方法,仍需要花費較長的時間(3-6個月)、精力來構(gòu)建穩(wěn)定表達細胞株。一些研究文獻和生產(chǎn)商也采用了諸如NRK52E、4MBr-5、ICE-6、RTE等上皮細胞來進行KGF-2的活性檢測,這些細胞雖然不需要進行轉(zhuǎn)受體穩(wěn)定表達細胞株的構(gòu)建,但檢測范圍不一,而且一般都比較孤立,細胞應用范圍有限,重復性也較差。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種簡便制備活性人KGF-2D31的方法:
(1)菌株的制備表達和誘導表達
該步驟可采用常規(guī)的操作進行,
其中,使用的表達菌株是E.coli,包括但不限于RosettaTM(DE3)pLysS,這種菌株是攜帶氯霉素抗性質(zhì)粒BL21的衍生菌,可補充大腸桿菌缺乏的6種稀有密碼子(AUA,AGG,AGA,CUA,CCC,GGA)對應的tRNA,提高外源基因尤其是真核基因在原核系統(tǒng)中的表達水平,
進行質(zhì)粒轉(zhuǎn)化時,可使用LB培養(yǎng)基或其它培養(yǎng)基(如SOB、SOC、2×YT),需要添加的氨芐青霉素、氯霉素的終濃度分別為60μg/mL和170μg/mL,質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的方法采用電轉(zhuǎn)法、CaCl2法均可,參照現(xiàn)有方法進行轉(zhuǎn)化、驗證、凍存即可,
冷凍的菌種不要直接用于誘導表達,而是取少部分菌液進行大量稀釋后,涂于平板上培養(yǎng)過夜來獲取單菌落接入培養(yǎng)基(也可直接將幾μL的冷凍菌液直接接入培養(yǎng)基中),37℃以200-250rpm振蕩培養(yǎng),過夜培養(yǎng)(最少要培養(yǎng)5hrs以上),過夜培養(yǎng)的菌液以1:500的體積接入大體積的含2×YT培養(yǎng)基的搖瓶中,37℃以200-250rpm振蕩培養(yǎng)4-5hrs,菌液的OD600即可達到0.6-0.8,冰浴搖瓶,加IPTG至0.2mM,調(diào)整搖床轉(zhuǎn)數(shù)至160~180rpm,在25℃過夜振蕩培養(yǎng)16~18hrs,即可完成誘導表達,
本發(fā)明中誘導表達的條件是經(jīng)過實驗摸索的,也可使用37℃、30℃作為誘導表達的溫度、IPTG的濃度為0.2M,但是培養(yǎng)時間不要長于6hrs,30℃條件下的表達量要高于37℃,但低于25℃過夜誘導表達,25℃過夜誘導時IPTG的終濃度為0.1mM與0.2mM時,蛋白表達量無明顯區(qū)別,綜上,優(yōu)選的KGF-2D31的誘導表達方案:用0.2mM濃度的IPTG在160rpm震蕩下于25℃溫度條件下進行過夜誘導表達,
用于誘導表達的培養(yǎng)基為2×YT培養(yǎng)基,也可使用LB、SOB、SOC等培養(yǎng)基,但是2×YT培養(yǎng)基所能得到的菌體濕重更高,一般能達到9g/1L菌液;
(2)菌體的收集和裂解
菌體收集采用冷凍離心法,將步驟(1)中完成誘導表達后所得體系于10000rpm下在4℃下離心20min,收集菌體、稱重,為了不影響后續(xù)純化實驗的進行,需要去除菌體中殘留的NaCl,因此使用不含NaCl(或含NaCl低于500mM)的PBS、Tris-Cl或檸檬酸緩沖液清洗一次后,再次離心,棄上清收集菌體,離心獲得的菌體可冷凍于-80℃,經(jīng)過凍融更有助于菌體的裂解,
裂解緩沖液采用檸檬酸緩沖體系,同時加入PMSF和DNase 1來防止目的蛋白被分解和去除核酸污染,配方為:20mM檸檬酸-檸檬酸鈉,500mM NaCl,1mM EDTA,PMSF 1mM,DNase 1(20μg/mL),pH6.2,
平均濕重菌體每克加15mL該裂解緩沖液進行重懸,而后置于冰中進行超聲波破碎,然后12000rpm于4℃離心30min,收集上清液用于蛋白純化;
(3)純化
采用強陽離子交換層析,具體使用的是SP Bestarose Fast Flow,
本發(fā)明在進行實驗方法摸索時,也曾使用過Tris-HCl和磷酸鹽緩沖體系,但這些體系純化所得來的蛋白易在后續(xù)的透析步驟中產(chǎn)生大量蛋白質(zhì)沉淀,所以本發(fā)明優(yōu)選方案是純化所用溶液均采用檸檬酸緩沖體系,主要為20mM檸檬酸-檸檬酸鈉,其中檸檬酸與檸檬酸鈉的物質(zhì)的量比例為1:4,
其中,洗滌緩沖液:20mM檸檬酸-檸檬酸鈉、500mM NaCl、1mM EDTA、pH6.2;
洗脫緩沖液:20mM檸檬酸-檸檬酸鈉、1mM EDTA、NaCl濃度為600mM~1M、pH6.2,
具體過程與一般的強陽離子交換層析基本相同,用5倍~10倍柱體積的洗滌緩沖液進行洗滌,即可將多數(shù)雜質(zhì)蛋白洗下,含600mMNaCl的洗脫緩沖液即已可以將KGF-2D31洗脫,而700mM~800mM的NaCl是洗脫的最佳濃度,本專利采用柱體積的5~10倍的洗脫液進行洗脫,效果較好,
純化全程處于4℃環(huán)境中,經(jīng)過陽離子交換層析純化獲得的粗制蛋白量一般為100mg/1L菌液(即9g濕重的菌體);
(4)透析
洗脫獲得的KGF-2D31濃度較高、NaCl的濃度也比較高,KGF-2D31易產(chǎn)生聚集,同時溶液中也含有少量分子量較小的雜質(zhì),NaCl鹽濃度需要進行降低,
本發(fā)明采用透析的方法進行除鹽,用透析緩沖液(20mM檸檬酸-檸檬酸鈉、150mM NaCl、1mM EDTA、pH6.2)于4℃環(huán)境中進行透析,在透析前,初步檢測一下KGF-2D31洗脫液中蛋白的濃度,以洗滌緩沖液(20mM檸檬酸-檸檬酸鈉、500mM NaCl、1mM EDTA、pH6.2)稀釋至約1mg/mL再裝入透析袋(透析袋截留分子量在10000kDa左右即可)中進行透析,
透析完成后,以12000rpm于4℃離心30min,收集上清,上清中的KGF-2D31濃度一般略低于1mg/mL,這時可采用一些方法進行濃縮,鑒于KGF-2D31對于酸、熱等條件比較敏感,同時也為避免KGF-2D31的損耗,優(yōu)選的方法是超濾膜濃縮法,較小體積的KGF-2D31溶液使用冷凍離心機和超濾管即可完成濃縮,
調(diào)整完濃度的KGF-2D31隨后可通過SDS-PAGE和紫外分光光度計來進行純度和最終濃度的檢測,一般蛋白的產(chǎn)率為每1L菌液能獲取70mg以上的KGF-2D31,純度可達到95%左右,
KGF-2D31產(chǎn)品經(jīng)液氮速凍后,于-80℃保存。
本發(fā)明還提供了一種對上述所得的KGF-2D31進行生物活性檢測的方法:
(1)Balb/c 3T3的培養(yǎng)
Balb/c 3T3培養(yǎng)時一定不能接觸抑制,凡是接觸抑制的細胞不能用于繼續(xù)傳代和活性檢測實驗,
其中,Balb/c 3T3的培養(yǎng)使用含胎牛血清(FBS)的Balb/c 3T3培養(yǎng)用培養(yǎng)基:10%胎牛血清(FBS)、1×雙抗、基礎(chǔ)培養(yǎng)為DMEM(H),含1.5g/L NaHCO3,pH7.2~7.4進行培養(yǎng)時,生長速度較快,優(yōu)選的培養(yǎng)周期是細胞傳代培養(yǎng)接種密度為1.8×105/100mm培養(yǎng)皿,培養(yǎng)48hrs換液一次,培養(yǎng)72h后傳代;同時用于鋪板的細胞與正常傳代的細胞分開培養(yǎng),用于鋪板的細胞培養(yǎng)接種密度為3.2×105/100mm培養(yǎng)皿,培養(yǎng)48h后接種細胞于96孔板中,Balb/c3T3培養(yǎng)時另一個注意事項,接種時需要細胞貼壁均勻,避免局部細胞過多而接觸抑制,
Balb/c 3T3細胞對溫度和培養(yǎng)基中的pH變化較為敏感,所以優(yōu)選的方法是先將培養(yǎng)基充分預熱后,在含5%(氣體體積含量,下同)CO2的培養(yǎng)箱中平衡15min以上后使用,同時處理、重懸后的細胞在未進行接種時,可放入水浴或培養(yǎng)箱中保持37℃溫度恒定,消化Balb/c3T3使用的胰酶濃度不宜過高,優(yōu)選的方案是以D-Hanks為母液配制的0.1%胰酶、0.01%EDTA,pH為7.4的消化液,消化時間一般為室溫(25℃)消化2~3min即可,這樣會殘留少量細胞在皿底,但多數(shù)細胞會被消化下來且細胞狀態(tài)不會受影響;
(2)細胞的種板、體克
Balb/c 3T3在復蘇后培養(yǎng)2~3代的細胞即可用于種板,一般使用解凍后培養(yǎng)12代以內(nèi)的細胞,
種板用的培養(yǎng)基:10%胎牛血清(FBS)、1×雙抗、基礎(chǔ)培養(yǎng)為DMEM(H),含2.5g/LNaHCO3和15mM HEPES,pH 7.2~7.4,接種密度優(yōu)選方案為4000~5000個細胞/孔,
種板24hrs后進行換液休克,休克用培養(yǎng)基為1.5%胎牛血清(FBS)、1×雙抗、基礎(chǔ)培養(yǎng)為DMEM(H),含2.5g/L NaHCO3和15mM HEPES,pH 7.2~7.4,休克時間一般為16~18hrs,
無論種板還是休克用培養(yǎng)基在使用前均需要在含5%CO2的培養(yǎng)箱中平衡15min以上后使用;
(3)KGF-2D31的梯度稀釋
KGF-2D31稀釋用的培養(yǎng)基與休克用培養(yǎng)基相同,稀釋時采用梯度稀釋的方法進行,但優(yōu)選的方案是進行倍比稀釋,從20μg/mL濃度開始進行2倍的稀釋,作10個梯度,
換液時,每個孔中的培養(yǎng)基可留大約10μL左右(這樣可以避免孔中細胞過干死亡),加入的含不同濃度KGF-2D31的培養(yǎng)基的體積為200μL/孔;
(4)KGF-2D31的生物學活性檢測
加入KGF-2D31后一般培養(yǎng)48hrs即可進行檢測,向步驟(3)的每個孔中加入MTT溶液20μL,繼續(xù)培養(yǎng)反應4hrs后即可去除孔中培養(yǎng)基,并加入DMSO,
本發(fā)明優(yōu)選的方案是先以2500rpm離心孔中加有MTT溶液的細胞板5~10min后,培養(yǎng)反應4hrs后以針式1mL注射器沿壁吸除孔中液體,而不是使用移液槍吸除,這樣可避免孔中藍紫色結(jié)晶的損失,加入DMSO(100μL/孔)后,可先放置于培養(yǎng)箱避光孵育5min后,再放置于酶標儀上讀取570nm的吸光值,如有條件,酶標儀可在讀取前振蕩1~2min,
讀取數(shù)據(jù)后,即進行數(shù)據(jù)處理,擬合出生長曲線后可得到KGF-2D31的EC50,本發(fā)明采用GraphPad Prism 5進行數(shù)據(jù)的擬合,也可使用如origin、SPSS等其它的數(shù)據(jù)處理軟件進行擬合,KGF-2D31的EC50一般在2~10μg/mL之間。
本發(fā)明的有益效果在于:
純化、制備方法的簡便性:按照本領(lǐng)域的傳統(tǒng)認知,在高鹽濃度下所有蛋白與強陽離子樹脂幾乎無法相互作用,無法實現(xiàn)結(jié)合,而本申請中首先意識到,KGF-2D31不同于其他蛋白,在高鹽濃度下卻能夠與強陽離子樹脂很好地結(jié)合,因此本申請基于這一特點,利用了高鹽濃度(500mM NaCl),使雜質(zhì)蛋白無法與強陽離子樹脂結(jié)合,而KGF-2D31與強陽離子樹脂結(jié)合在一起,只需通過一次強陽離子交換層析和透析即可獲得高純度的KGF-2D31蛋白,大大簡化了純化步驟和純化用時,減少了蛋白質(zhì)的損耗率;
本發(fā)明中的宿主菌也可成為后續(xù)發(fā)酵試驗的優(yōu)秀工程菌;
本發(fā)明全程使用了檸檬酸緩沖體系,在獲取較高表達量(70mg/1L菌液)的同時,也保證了蛋白的生物學活的穩(wěn)定;
本發(fā)明建立了以Balb/c 3T3細胞檢測人角質(zhì)細胞生長因子-2生物學活性的方法,提供了一種新的、簡便、通用的檢測方式。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例中,25℃、30℃、37℃三種溫度下誘導表達量的15%SDS-PAGE檢測電泳圖,
對比了誘導前與25℃過夜誘導(IPTG分別為0.1M、0.2M)和30℃、37℃(誘導3、4、5、6hrs)時KGF-2D31表達量的差異,
“M”為Maker,從上至下的分子量分別為116.0、66.2、45.0、35.0、25.0、18.4、14.4kDa。
圖2為本發(fā)明實施例中,2L 2×YT培養(yǎng)基25℃過夜培養(yǎng)誘導表達的KGF-2D31的強陽離子交換層析的15%SDS-PAGE電泳圖,
“M”為Maker,從上至下的分子量分別為116.0、66.2、45.0、35.0、25.0、18.4、14.4kDa;
“上清”為裂解后離心所得上清液,“沉淀”為裂解后離心所得相應的沉淀物;
“FT”為步驟(3)中,菌體裂解上清液過柱后收集的穿流液;
W1、W2依次為500mM NaCl的洗滌緩沖液(根據(jù)流出先后順序的不同,分步收集、檢測,下同),
E1、E2依次為600mM NaCl濃度的洗脫后的洗脫液,E3、E4依次為650mM NaCl濃度的洗脫后的洗脫液,E5、E6依次為800mM NaCl濃度的洗脫后的洗脫液,E7、E8、E9依次為1M NaCl濃度的洗脫后的洗脫液,均為25mL/管;
“SP”為經(jīng)洗脫后的強陽離子純化樹脂。
圖3:透析結(jié)束后離心所得上清液中KGF-2D31的15%SDS-PAGE電泳圖,
“M”為Maker,從上至下的分子量分別為116.0、66.2、45.0、35.0、25.0、18.4、14.4kDa;
另一泳道為透析結(jié)束后離心所得上清液中KGF-2D31。
圖4:KGF-2D31純化樣品生物學活檢測擬合曲線圖。
具體實施方式
主要試劑和儀器
(1)主要試劑:
2×YT培養(yǎng)基:16g Tryptone、10g Yeast Extract、5g NaCl,加900mL超純水溶解,滴加1N NaOH,調(diào)節(jié)pH值至7.0,加超純水將培養(yǎng)基定容至1L,121℃高壓滅菌20min后,4℃保存;
IPTG:上海生工,1M(自配后分裝,-20℃保存)
氨芐青霉素、氯霉素:購自上海生工(自配后分裝,-20℃保存)
強陽離子交換層析(SP)介質(zhì):SP Bestarose Fast Flow,購自上海博格隆公司
破菌緩沖液、洗滌緩沖液、洗脫緩液:按相應配方配制后調(diào)節(jié)pH至6.2,0.45μm濾膜過濾后,4℃保存?zhèn)溆茫?/p>
DMEM(H):Gibco,粉末,用前加入NaHCO3或HEPES配制,0.22μm無菌濾器過濾后,4℃保存?zhèn)溆?/p>
FBS:Gibco,分裝,-20℃以下保存,用前4℃解凍
PBS:按《分子克隆實驗指南》中所列步驟進行配制
消化液:0.1%胰酶/EDTA
雙抗:Hyclone,分裝,-20℃保存
L-谷氨酰胺:Gibco,分裝,-20℃保存
MTT:5mg/mL(sigma公司)
(2)主要儀器
高速冷凍離心機、低速度冷凍離心機:上海安亭
CO2培養(yǎng)箱:Thermo Fisher
酶標儀:Bio-Rad Synergy HT
倒置顯微鏡:Olympus
紫外分光光度計:北京普析
恒溫振蕩搖床:上海智誠
(3)菌株和細胞株
RosettaTM(DE3)pLysS:購自Novagen公司,貨號為71403
Balb/c 3T3:購自ATCC,貨號CCL-163
以下實施例所使用的試劑,如文中無特殊說明(或未具體提及),則表明其為一般常用的分析純即可,配制方法可參見《分子克隆實驗指南》標識的方法、條件進行配制或按相應廠商所建議的條件;本發(fā)明所使用的儀器,如果文中無特殊說明(或未具體提及),則表明只要能達到相應要求參數(shù)的儀器就可滿足需求,使用可按廠商所建議的條件;如果未注明具體的實驗條件、方法等,則表示可使用常規(guī)條件,例如《分子克隆實驗指南》標識的方法、條件或相應廠商建議的條件。
(1)菌株的制備表達和誘導表達
將載體質(zhì)粒轉(zhuǎn)化入宿主菌RosettaTM(DE3)pLysS中,
進行質(zhì)粒轉(zhuǎn)化時,使用LB培養(yǎng)基,添加的氨芐青霉素、氯霉素的終濃度分別為60μg/mL和170μg/mL,質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的方法采用電轉(zhuǎn)法,轉(zhuǎn)化完成后凍存保存,
將上述冷凍的菌種進行大量稀釋后,涂于平板上培養(yǎng)過夜(培養(yǎng)12小時)來獲取單菌落接入培養(yǎng)基,37℃以220rpm振蕩培養(yǎng)過夜(培養(yǎng)8小時),過夜培養(yǎng)的菌液以1:500的體積比接入大體積的含2×YT培養(yǎng)基的搖瓶中,37℃以240rpm振蕩培養(yǎng)5hrs,菌液的OD600即達到0.7,然后加入IPTG,搖瓶中以180rpm轉(zhuǎn)速進行培養(yǎng)完成誘導表達,
其中,分別以30℃、37℃進行誘導表達時,IPTG終濃度為0.2mM,誘導時間6hrs;以25℃進行過夜誘導表達時,IPTG終濃度為0.1mM和0.2mM,誘導時間均為16hrs,
取以上各個實驗組中不同誘導表達條件和表達時間的菌液2mL,以12000rpm于4℃離心10min,收集菌體,用2mL溶液(50mM Tris-HCl,1mM EDTA,100mM NaCl,8M Urea,pH8.0)將菌體重懸,取樣進行SDS-PAGE分析(圖1):SDS-PAGE檢測結(jié)果顯示25℃過夜誘導KGF-2D31的表達最高;30℃條件下表達量較高于37℃;但25℃下兩種IPTG濃度下KGF-2D31表達量無明顯差異。
(2)菌體的收集和裂解
將步驟(1)中以“25℃、加IPTG至0.2mM、誘導時間為16hrs”完成誘導表達后所得菌液于10000rpm下在4℃下離心20min,收集菌體,用PBS洗滌菌體一次,再次離心收集菌體,棄洗滌液,稱菌體濕重為17.2mg,冷凍于-80℃裂解(用前4℃解凍),
每克菌體用15ml以裂解緩沖液(20mM檸檬酸-檸檬酸鈉、500mM NaCl、1mM EDTA、PMSF 1mM、DNase 1(20μg/mL)、pH6.2)進行重懸,重懸后置于冰中,進行超聲波破碎,然后以12000rpm于4℃離心30min,收集上清液進行蛋白純化。
(3)強陽離子交換層析一次
取5mL SP Bestarose Fast Flow到層析柱中,加50mL的洗滌緩沖液(20mM檸檬酸-檸檬酸鈉、500mM NaCl、1mM EDTA、pH6.2)平衡后,將步驟(2)中收集所得的上清液上柱,再以50mL的洗滌緩沖液(20mM檸檬酸-檸檬酸鈉、500mM NaCl、1mM EDTA、pH6.2)過柱洗滌兩次,以去除層析介質(zhì)上未結(jié)合的雜質(zhì)蛋白等;再依次以600mM、650mM、800mM、1M的NaCl濃度的洗脫緩沖液(20mM檸檬酸-檸檬酸鈉、1mM EDTA、pH6.2)進行洗脫,其中,“600mM”、“650mM”、“800mM”每個梯度分兩次洗脫、每次用25mL,“1M”梯度分3次洗脫、每次用25mL,根據(jù)流出先后順序的不同,分步收集、檢測。
從菌體裂解開始各個步驟取樣進行SDS-PAGE分析檢測:如圖2所示,洗滌緩沖液(W1、W2)已將主要的雜質(zhì)蛋白洗脫,600mM的NaCl濃度已能洗脫KGF-2D31,但是也有較多的雜質(zhì)蛋白洗脫下來,所以取650mM~1M(E4~E9)洗脫后所得的雜質(zhì)少、KGF-2D31蛋白較集中的洗脫液進行合并(作為用于透析的蛋白),使用紫外分光光度計對合并的洗脫液進行蛋白含量的測定,其中KGF-2D31粗測為200mg。
(4)透析
以洗滌緩沖液(20mM檸檬酸-檸檬酸鈉,500mM NaCl,1mM EDTA,pH6.2)稀釋步驟(3)中純化所得蛋白至KGF-2D31濃度為1mg/mL,再裝入透析袋中進行透析(以20mM檸檬酸-檸檬酸鈉、150mM NaCl、1mM EDTA、pH6.2的混合溶液為透析液),每100mL的蛋白稀釋液放入4.5L的透析液中進行透析,每8hrs更換一次透析液,連續(xù)透析48hrs,
透析結(jié)束后,以12000rpm于4℃離心30min,收集上清,對該上清取樣進行SDS-PAGE檢測。如圖3,透析后的上清中雜質(zhì)蛋白會沉淀,通過高速離心去除,且留存的KGF-2D31蛋白無聚集,純度可達到95%。此次可收獲142mg的KGF-2D31。
使用超濾管以4000rpm在4℃下離心透析所得上清,去除一部分溶劑,調(diào)整KGF-2D31濃度為1mg/mL,液氮速凍后保存于-80℃。
KGF-2 D31的活性檢測
(1)Balb/c 3T3的培養(yǎng)
使用含胎牛血清(FBS)的Balb/c 3T3培養(yǎng)用培養(yǎng)基(10%胎牛血清(FBS)、1×雙抗、基礎(chǔ)培養(yǎng)為DMEM(H),含1.5g/L NaHCO3,pH7.2)培養(yǎng)Balb/c 3T3細胞,
以細胞傳代培養(yǎng)接種密度為1.8×105/100mm培養(yǎng)皿,培養(yǎng)48hrs換液一次,培養(yǎng)72h后傳代,傳代2次后以3.2×105/100mm培養(yǎng)皿,培養(yǎng)24hrs后換液一次,再培養(yǎng)24hrs后即可用于種板(培養(yǎng)后的細胞在未進行接種時,放入培養(yǎng)箱中保持37℃溫度恒定),
上述培養(yǎng)基在使用前,經(jīng)充分預熱后在含5%(氣體體積含量,下同)CO2、飽和濕度的培養(yǎng)箱中平衡20min后使用;
(2)細胞的種板、體克
將步驟(1)中培養(yǎng)有細胞的培養(yǎng)皿用PBS洗滌兩次,然后以0.1%胰酶、0.01%EDTA、pH為7.4的消化液室溫(25℃)消化2min,鏡下觀察多數(shù)細胞發(fā)生形變,從皿底開始解離即加入10mL的種板用培養(yǎng)基(10%胎牛血清(FBS)、1×雙抗、基礎(chǔ)培養(yǎng)為DMEM(H),含2.5g/L NaHCO3和15mM HEPES,pH 7.2)終止消化,用移液管輕輕吹打促進混勻,吸入到50mL無菌離心管中以1000rpm室溫離心5min,
離心結(jié)束后,棄上清,并向離心管中再加入3mL上述種板用培養(yǎng)基,移液管輕輕吹打,重懸離心管中細胞,取20μL計數(shù),隨后以上述種板用培養(yǎng)基將細胞稀釋至400000個/mL,混勻,加入到無菌加樣槽中,用多道移液器將細胞稀釋液接種于96孔細胞培養(yǎng)板中,100μL/孔,放置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24hrs;
吸除上述細胞培養(yǎng)板孔內(nèi)的培養(yǎng)基,加入休克培養(yǎng)基(1.5%胎牛血清(FBS)、1×雙抗、基礎(chǔ)培養(yǎng)為DMEM(H),含2.5g/L NaHCO3和15mM HEPES,pH 7.2,下同)100μL/孔,放置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中休克培養(yǎng)18hrs;
(3)KGF-2D31的梯度稀釋
取實施例部分所制備的上述KGF-2D31(1mg/mL)20μL,先加休克培養(yǎng)基80μL,混勻,再加900μL休克培養(yǎng)基,混均,稀釋KGF-2D31濃度至20μg/mL;此后,使用休克培養(yǎng)進行倍比稀釋,包括陰性對照在內(nèi)共設(shè)置10個濃度梯度(μg/mL):0、20、10、5、2.5、1.25、0.625、0.3125、0.15625、0.078125;
(4)KGF-2D31的生物學活性檢測
將步驟(2)的細胞培養(yǎng)板孔內(nèi)的培養(yǎng)基吸除,并且加入步驟(3)配制的各個濃度的KGF-2D31稀釋液200μL,每個濃度梯度3個重復(即每個梯度加入三個孔),稀釋結(jié)束后將細胞培養(yǎng)板放置于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)48hrs,
向上述細胞培養(yǎng)板的每個孔中加入MTT溶液20μL/孔,于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中孵育4hrs后,以2500rpm室溫下離心細胞板5min,再用1mL針管注射器針頭沿細胞孔孔壁插入孔中吸除孔中液體,而后加入DMSO100μL/孔,先放置于培養(yǎng)箱避光孵育5min后,再放置于酶標儀上振蕩2min,讀取570nm的吸光值,結(jié)果見表1。
表1
根據(jù)表1中數(shù)據(jù),使用GraphPad Prism 5進行數(shù)據(jù)的擬合,所得到的EC50為2.741μg/mL,結(jié)果表明純化所得KGF-2D31具有良好的生物學活性。擬合圖可見圖4。