血栓對健康有極大危害。來源于金黃色葡萄球菌的天然葡激酶(SAK)是一種新型溶栓制劑,因易誘發(fā)免疫反應而嚴重限制了應用。人HC蛋白參與免疫抑制反應,對機體保護性的免疫調節(jié)有著重要作用。研究人員預測,將SAK與人HC蛋白融合形成的SAK-HC融合蛋白不僅能夠發(fā)揮高效溶栓作用,且能降低機體免疫系統對葡激酶的反應,這將具有極大的臨床應用前景。
(1)獲取SAK-HC融合基因。設計引物分別擴增SAK基因和HC基因,其中HC基因的引物D中增加了一段與SAK基因相同的序列。SAK基因擴增時引物(F和N)位置如圖1所示,請在方框內繪制出HC基因擴增的引物(D和R)位置。將得到的SAK基因和HC基因1:1混合,經再次擴增即可得到SAK-HC融合基因。
(2)利用
限制酶和DNA連接
限制酶和DNA連接
酶將融合基因與質粒構建基因表達載體,轉化經 Ca2+
Ca2+
處理的大腸桿菌。篩選、培養(yǎng)大腸桿菌,提取質粒進行電泳分析(圖2),結果顯示融合基因已成功導入大腸桿菌,理由是 轉基因大腸桿菌提取出的質粒經酶切后的電泳結果中存在與融合基因PCR的電泳結果相同的片段
轉基因大腸桿菌提取出的質粒經酶切后的電泳結果中存在與融合基因PCR的電泳結果相同的片段
,為保證檢測結果的準確性,還應對重組質粒酶切的產物進行 DNA測序
DNA測序
。
(3)培養(yǎng)轉化成功的大腸桿菌一段時間后,破裂細胞、提取純化融合蛋白并用緩沖液稀釋,進行活性鑒定。培養(yǎng)基中加入纖維蛋白原、纖溶酶原、凝血酶等模擬血栓形成,搖勻至渾濁立即倒平板,用打孔器在冷卻的平板上打加樣孔,并加入不同的樣品,結果如圖3。據圖判斷,表中a、b分別是 SAK-HC融合蛋白
SAK-HC融合蛋白
、樣品稀釋緩沖液
樣品稀釋緩沖液
。一段時間后測量培養(yǎng)基上 透明圈直徑大小
透明圈直徑大小
,由結果可知 融合蛋白與傳統溶栓藥物尿激酶及其他方式改造的葡激酶的活性相當
融合蛋白與傳統溶栓藥物尿激酶及其他方式改造的葡激酶的活性相當
,說明融合蛋白具有進一步臨床應用研究的價值。
加樣孔 |
樣品 |
劑量 |
1 |
傳統溶栓藥物尿激酶 |
10μL |
2 |
傳統溶栓藥物尿激酶 |
20μL |
3 |
a |
10μL |
4 |
a |
20μL |
5 |
其他方式改造的葡激酶 |
10μL |
6 |
其他方式改造的葡激酶 |
20μL |
7 |
b |
20μL |
(4)研究發(fā)現,葡激酶結構中的第77位精氨酸與T細胞對其識別有關。請設想新的研究思路改造現有葡激酶,以降低免疫反應,使其適于臨床應用,寫出基本流程
設計葡激酶的第77位精氨酸替換為其它氨基酸→根據新的葡激酶氨基酸序列推測葡激酶基因的堿基序列→改造或合成新的葡激酶基因→將新的葡激酶基因通過基因工程轉化大腸桿菌→獲得新型葡激酶
設計葡激酶的第77位精氨酸替換為其它氨基酸→根據新的葡激酶氨基酸序列推測葡激酶基因的堿基序列→改造或合成新的葡激酶基因→將新的葡激酶基因通過基因工程轉化大腸桿菌→獲得新型葡激酶
。