苯硼酸修饰的超电荷聚多肽对GFP的递送效率及其胞内定位研究文献综述

 2022-12-28 09:40:35

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

  1. 研究背景、目的及意义

蛋白质作为一种重要的生物大分子,在生物技术和生物治疗药物等工业和治疗领域有着广泛的应用。与传统化学药物相比,蛋白质类药物具有特异性高、副作用小、药物开发周期短等特点。目前,市场上约有20%的药物是蛋白质,如单克隆抗体、生长因子和胰岛素等[1]。然而,由于大多数蛋白质的膜通透性差,临床批准的蛋白质疗法通常针对的是细胞外靶点。而蛋白质的直接胞浆递送,为细胞功能的特异性和瞬时性调控以及各种疾病的治疗提供了一种很有前途的策略,它避免了基因传递的局限性,如永久或随机的遗传改变、持续基因表达引起的靶外效应以及致癌作用等[2]。因此,近年来研究者们越来越重视开发简便、高效的胞浆蛋白递送技术。

在过去的十几年中,研究人员开发出了电穿孔、细胞穿透肽、纳米粒子、脂质体或聚合物等方法促进蛋白质跨细胞膜的转运[3]。尽管如此,现有的策略可能存在降低蛋白质生物活性、增加不稳定性、产生免疫原性或载体不易降解等的缺点[4]。课题组前期研究开发的超电荷聚多肽(supercharged polypeptide,SCP)是由数种人工设计的低免疫原性短肽非重复组合而成的聚多肽链。超电荷聚多肽由天然氨基酸构成,具有生物可降解性,没有抗原表位等优点[5];另外它由DNA序列编码,因此可精确调控序列和长度,可选择连接位置,通过发酵大规模生产[6]。而且,在课题组前期研究中发现,超电荷聚多肽与绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)融合表达后,能显著提高GFP的细胞摄取效率。但该方法需要将SCP与GFP进行基因融合、构建融合蛋白表达载体并对其进行诱导表达及分离纯化,操作复杂且耗时,因此,我们希望开发新方法使SCP能够与GFP通过简单的物理络合作用结合,形成稳定的适合细胞内化的复合物,有效地将GFP递送到细胞内。

苯基硼酸(phenylboronic acid,PBA)是一种缺电子基团,其可以通过氮硼配位、胍-pi;和离子间的相互作用与蛋白质表面的胺、咪唑、胍等离子基团稳定地结合,允许SCP与不同类型的蛋白质形成稳定的络合物[7]。所以本课题拟利用多肽合成技术,在SCP中引入一个侧链为PBA的非天然氨基酸,获得PBA修饰的SCP(PBA-SCP)。以表达纯化的GFP为模式蛋白,期望PBA修饰的SCP能够通过离子相互作用、氮-硼配位键、阳离子-pi;相互作用等与GFP形成复合物,高效地将GFP递送到细胞内,探讨PBA修饰的SCP作为一种通用型胞内递送平台的潜力。

二、课题研究的主要内容

1. GFP的表达纯化

1.1甘油菌复苏及培养:甘油菌复苏后以1:100接种于锥形瓶中,37℃,220 rpm培养并收集菌体;

1.2 通过镍柱和离子交换柱纯化目的蛋白,SDS-PAGE及Quantity One分析目的蛋白纯度,BCA法测定目的蛋白浓度。

2. 苯硼酸修饰的超电荷聚多肽与GFP复合物的细胞摄取效率研究

2.1细胞复苏及培养:人宫颈癌HeLa细胞的复苏及培养;

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