[发明专利]一种以3’-核苷酸酶为标签的重组蛋白表达纯化系统及方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种以3’-核苷酸酶(3’-nucleotidase，3-ND，EC 3.1.3.7)为标签的重组蛋白表达纯化系统及方法和应用。

背景技术

蛋白质、多肽的结构功能研究在后基因组时代显得尤为重要。蛋白质的纯化方法有多种，如根据溶解度不同的盐析、沉淀，根据蛋白分子大小不同的超滤和凝胶过滤等，根据蛋白带电性质不同的电泳、离子交换层析等，以及利用配体特异性结合的亲和层析等。亲和层析法将配体分子共价结合于固体载体，当蛋白混合物经过固体介质时，目标蛋白可与配体结合滞留于层析柱，而非目标蛋白不能和固定化配体结合，经洗涤去除杂蛋白，洗脱将目标蛋白洗脱下来，实现目标蛋白的分离、纯化。因只有一步处理，具有简便、纯度高及高效等特点，所以亲和层析是广泛应用的蛋白质分离纯化方法。

目前在原核蛋白的超表达体系中，最常见的亲和层析用配体-重组蛋白标签对主要有固相金属离子-多聚组氨酸、淀粉糖凝胶-麦芽糖结合蛋白、GSH凝胶-谷胱甘肽转移酶（glutathione sulfurtransferase，GST）等，但不同的体系各有其优缺点，不能用一种标签纯化所有种类的蛋白质(Arnau, J., Lauritzen, C., Petersen, G. E., and Pedersen, J. (2006) Protein expression and purification48, 1-13；Waugh, D. S. (2005) Trends in biotechnology23, 316-320)。如胞内蛋白如果有几个组氨酸在空间结构上距离很近，可能结合固相金属离子，和重组融合蛋白一同洗脱下来，导致最终目标蛋白纯度不高(Waugh, D. S. (2005) Trends in biotechnology23, 316-320；Bornhorst, J. A., and Falke, J. J. (2000) Methods in enzymology326, 245-254)。麦芽糖结合蛋白的纯化体系的缺点主要为层析介质价格较高以及某些重组蛋白不能有效结合层析介质，且终蛋白纯度很少达到结构生物学的纯度要求(Austin, B. P., Nallamsetty, S., and Waugh, D. S. (2009) Methods Mol Biol498, 157-172)。谷胱甘肽转移酶作为标签的缺点主要有三点：GST为同源二聚体不适合于纯化多聚蛋白；其半胱氨酸氧化后容易导致蛋白的聚集沉淀；当大量的粗提物需要上柱时，GST和GSH凝胶的结合较慢导致必须降低上样速度，延长上样时间降低了工作效率(Arnau, J., Lauritzen, C., Petersen, G. E., and Pedersen, J. (2006) Protein expression and purification48, 1-13；Waugh, D. S. (2005) Trends in biotechnology23, 316-320；Hunt, I. (2005) Protein expression and purification40, 1-22)。所以为满足分离纯化不同蛋白的需求，可组合不同标签形成多聚标签以及开发新的、更加经济实用的蛋白纯化标签。