重组人脑源性神经营养因子的分离纯化

2020/10/24 7:56:57

背景[1][2]

脑源性神经营养因子(BDNF)是在神经生长因子被发现后约30年由德国神经化学家及其同事首次从猪脑中分离纯化得到,并发现具有防止神经元死亡效能的一种活性多肽,主要在中枢神经系统内合成,是由119个氨基酸残基组成的小分子碱性蛋白质。

近年来研究发现BDNF对多种神经元,如运动神经元、神经嵴及基板起源的感觉神经元、黑质的多巴胺神经元、基底前脑的胆碱能神经元以及海马、皮质、视神经节等处的神经元的生长、分化及损伤后修复有促进作用。这些作用表明,BDNF具有治疗一些中枢神经系统退行性疾病如阿尔茨海默病的潜力。但是天然组织中的BDNF含量极低,因此,通过基因工程制备重组人脑源性神经营养因子(rhBDNF)成为相关研究的关键之一。

分离纯化[1]

将菌体用PBS缓冲液重复洗2次,按1∶ 10悬浮于5 mmol /L EDTA-50 mmol /L Tri s-HCl ( pH8. 0)缓冲液,冰浴超声破碎,离心收集包含体沉淀。用低浓度脲重复洗涤2次,洗涤后的包含体溶解于6 mol /L盐酸胍-50 mmo l /Lβ -巯基乙醇-50 mmo l /L Tris· HCl ( pH8. 0),1~2 h。再用8 mol /L脲-50mmol /L PB( pH7. 0)透析,以脲替换盐酸胍,经0. 45 μm微孔滤膜过滤后样品上样进行柱色谱。

首先,用Wa ters 650 系统和CM-Sepharose FF 柱,收集的rhBDN F峰,用谷胱甘肽系统( 0. 2 mmol /L GSSG-1 mmol /L GSH)复性,复性液中蛋白浓度50~100 μg /ml,pH8. 0,4℃ 12~18 h。复性后样品再用Waters Delta 4 000高压色谱和C8 反相柱( 2 cm× 30 cm) ,进样后,20% 乙腈(含0. 1% TFA)和90% 乙腈(含0. 1% TFA)之间梯度洗脱,流速4 ml /min,收集重组人脑源性神经营养因子峰,冻干。

生物活性测定[1]

取9日龄鸡胚,无菌条件下解剖去除内脏,暴露脊髓,分离颈段和腰段背根神经节,接种于细胞瓶中,37℃ /5% CO2下贴壁1 h,然后加入无血清培养基( DMEM,10 mmol /L HEPES,2 mmo l /L Gln,5 μg /ml胰岛素,5 ng /ml运铁蛋白( transferrin),5ng /ml Na2 SeO3,20 ng /ml孕酮,1μg /ml丁二酰胺和不同浓度待测样品,37℃ /5% CO2 继续培养18~24 h,观察神经突起生长情况。以无生长因子的为阴性对照、已知浓度和活性的NGF为阳性对照,取神经突起生长良好的BDN F终浓度来表示该样品的活性。

鉴定[1]

将纯化得到的重组人脑源性神经营养因子(rhBDNF)作进一步鉴定,包括Western-blot,N-末端氨基酸序列分析及其生物活性的测定。实验结果表明,纯化所得蛋白和抗-hBDNF多克隆抗体有结合特异性,N-末端有一个大肠杆菌系统表达蛋白常见的甲硫氨酸,第14位Cys 在测定条件下被破坏外,重组人脑源性神经营养因子(rhBDNF)-末端序列完全一致。用鸡胚背根神经节法测定其生物活性表明,活性为50 ng /ml。

主要参考资料

[1] 牟芝蓉, 朱厚础. 重组人脑源性神经营养因子的纯化和鉴定[J]. 生物技术通讯, 1999 (3): 171-174.

[2] 林艳丽, 彭清忠, 汤国营, 等. 重组人脑源性神经营养因子在大肠杆菌中的可溶性表达及纯化[J]. 生物技术通讯, 2005, 16(1): 19-21.

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