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背景与目的:血管发生存在于许多病理演变过程中,如增殖性视网膜病变、心血管病(动脉粥样硬化)、以及肿瘤的生长、浸润和转移等环节。血管发生是一个复杂的、由激活因子与抑制因子共同调控的过程。目前,在所报道的内源性抑制因子中,血管抑素是最强的血管发生的负向调节因子之一,它是人纤溶酶原的内源片段,由纤溶酶原的五个Kringle环中的前四个构成,在体内外的肿瘤模型试验均已证实了血管抑素能够有效的抑制肿瘤生长。最近研究发现,与血管抑素由一个赖氨酸相连的人纤溶酶原的第五个Kringle环,即人纤溶酶原Kringle5(Human plasminogenkringle 5,hPK-5),它的抗内皮细胞迁移能力更强,能够更有效的抑制由生长因子诱导的新生血管增殖,并能诱导部分肿瘤细胞凋亡。分子遗传学研究表明,人纤溶酶原内部的这5个Kringle环的蛋白质一级结构有50%左右的同源性。然而它们表现的生物学活性各不相同。完整的Kringlel-3区有较强的抑制血管内皮细胞增殖活性,Kringle4的抑制内皮细胞增殖作用较弱,而Kringle5区抑制内皮细胞增殖和抗迁移能力都较强。这使得Kringle5的应用价值更为突出。目前,hPK-5主要是通过基因工程重组技术获得,其纯化复杂,且得率较低,而且hPK-5的相对分子量仍偏大。因此,我们通过研究hPK-5的功能性区域及蛋白的空间结构,删除了hPK-5的核苷酸序列的N端和C端各部分残基,保留了环状结构上的全部氨基酸,直接克隆出了简化后的hPK-5(predigested hPK-5,predhPK-5),并将其与GST进行融和表达。
方法:从肝癌患者术后的癌旁组织中提取总RNA,经过合理设计引物,利用RT-PCR直接得到简化的hPK-5基因。将该基因克隆至原核表达质粒pGEX-1λT,再将此重组载体转化大肠杆菌JM109,经PCR检测、酶切鉴定及测序鉴定阳性克隆。用IPTG诱导阳性克隆表达融合蛋白,SDS-PAGE观察表达产物。再通过用特异性抗体做Western-Blotting进一步鉴定融合表达蛋白。
结果:简化的hPK-5基因的RT-PCR产物为264bp。通过PCR、酶切、测序等方法鉴定简化的hPK-5基因正确克隆至原核表达质粒pGEX-1λT中。重组质粒pGEX-1λT/predhPK-5在大肠杆菌JM109中成功地表达出了GST/predhPK-5融合蛋白,并通过免疫学测定,相对分子质量约为3.6×10<4>,与理论值3.58×10<4>相符。目的蛋白表达量占菌体总蛋白的23.6%。结论成功克隆出来简化的hPK-5基因并且表达了简化的hPK-5蛋白,为进一步探讨hPK-5的抗血管增殖活性以及研究其作用机制奠定了基础。