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人乳铁蛋白是一种多功能的铁结合糖蛋白。本研究利用家蚕核型多角体杆状病毒表达系统成功表达了重组人乳铁蛋白。本实验运用RT-PCR技术从人的乳腺组织中克隆了人乳铁蛋白(hLF)cDNA。BLAST分析测序结果表明重组人乳铁蛋白其DNA序列与GenBank中另外4个hLFcDNA序列具有高度的同源性(同源性达到99%)。序列之间的差异可能是由hLFmRNA本身的多态性造成,也可能是由于中国人hLF的特殊性引起。这些差异引起的氨基酸变化对人乳铁蛋白生物活性的影响还有待于进一步研究。
将人乳铁蛋白cDNA克隆在质粒pBacPAK8的BamHⅠ位点和XhoⅠ位点,构建成重组转移质粒pBacPAK-hLF。该质粒DNA与已线性化BacPAK6DNA共转染家蚕细胞BmN,在培养的贴壁细胞中挑出空斑,经过3轮纯化,获得重组病毒vBm-hLF。
本研究利用重组病毒感染家蚕细胞和家蚕幼虫作为宿主表达重组人乳铁蛋白。经12%SDS-PAGE和Westernblotting鉴定表明在重组病毒感染的家蚕细胞和家蚕幼虫中存在人乳铁蛋白基因的表达产物。表达产物分子量约为78kDa,略低于天然乳铁蛋白分子量,估计可能为不完全糖基化或者蛋白降解造成。
在感染了重组病毒的家蚕细胞中,大约105家蚕细胞可以获得13.5μgrhLF。体外生物活性研究表明重组人乳铁蛋白和天然乳铁蛋白具有类似的抑菌活性,能够抑制大肠杆菌的生长,而且重组人乳铁蛋白的抑菌活性还稍强些。这可能与蛋白的糖基化程度和结合铁的饱和度不同有关。此研究为重组人乳铁蛋白作为一种食品,医药,化妆品中的天然有效的抗菌剂提供了理论基础。
在感染了重组病毒的家蚕幼虫中,大约每升家蚕血淋巴中可以获得192毫克重组人乳铁蛋白。重组人乳铁蛋白表达量在感染重组病毒120小时后达到最大,随后迅速降低。体内生物活性研究了重组人乳铁蛋白对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠急性结肠炎的预防作用。研究结果表明重组人乳铁蛋白可以显著的抑制DSS诱导的结肠炎症状,这为重组人乳铁蛋白作为急性肠道疾病的治疗剂或者辅助治疗剂提供了理论依据。
总之,本研究成功的利用了家蚕杆状病毒表达载体系统高效表达了功能性重组人乳铁蛋白,有利于将来对人乳铁蛋白的进一步运用开发。