[發明專利]一種通過纖維形成片段來誘導蛋白質形成淀粉樣纖維的方法

無效

• 申請號: 201210190626.4
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102719468A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 梁毅;朱應竹;孟生榮;郭童;莫重瑛;陳杰
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C12N15/70
• 分類號: C12N15/70;C07K19/00;C12R1/19
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術領域

本發明屬于分子生物學和生物化學相關領域，涉及通過將含有纖維形成片段的多肽與目標蛋白融合表達來誘導目標蛋白質形成淀粉樣纖維的方法。

背景技術

蛋白質是具有多種生物學活性的生物大分子，能夠執行包括催化，分子識別，抗原，抗體等功能。酶大多數由蛋白質組成。酶的催化效率非常高，如果能夠在化工和醫學領域廣泛應用，將會給相關領域帶來非常重要的突破。但是有很多因素限制了酶的廣泛使用，其中一個很重要的因素就是酶制備成本高但是穩定性不夠高，所以工業成本比較大。

蛋白質工程的一個非常核心的目的就是對蛋白質屬性的定向改造，所使用的手段包括通過基因工程的方法改變蛋白質的氨基酸組成成分，通過共價，包埋，吸附等方法來固定化酶，通過共價修飾來改變抗體的屬性等等。然而到目前為止還沒有找到能夠廣泛使用的對蛋白質的活性沒有影響的固定蛋白質的方法。

我們研究發現，將不同的纖維形成片段插入到蛋白質中，蛋白質會表現出多樣化的聚集屬性，包括聚集的濁度，分散程度和形態。也就是說，可以通過將不同的纖維形成片段插入到蛋白質中，來控制蛋白質的聚集屬性。

發明內容：

本專利所要解決的技術問題在于提供一種誘導蛋白質形成淀粉樣纖維的方法。

該方法具體為：

選擇可以獨立生長蛋白質淀粉樣纖維的多肽序列，即纖維形成片段；用分子克隆的方法將纖維形成片段插入目標蛋白質的柔性結構和溶劑可及區域，然后誘導目標蛋白質形成淀粉樣纖維。

所述的纖維形成片段包括但不局限于序列為SNQNNF，SSTSAA，GVATVA，SQAIIH，NHVTLS，IFQINS，DFNKFH，NNQQNY，QQQQQQ，STVITE，AAAAAA的多聚氨基酸?片段。

所述目標蛋白質包括但不局限于酶，結構蛋白，抗原，抗體在內蛋白質單體。

所述目標蛋白質的柔性結構和溶劑可及區域是指目標蛋白質中的β-折疊或α-螺旋等規則二級結構之間的環狀結構區。

不同的纖維形成片段具有不同的特征，這些特征包括纖維形成片段的長度，帶電性，極性，疏水性，ROSETTADESIGN能量函數值，形成疏水拉鏈結構的方向。這些特征對蛋白質的聚集屬性有非常重要的影響。例如，將來自人溶菌酶的纖維形成片段IFQINS插入到Tau蛋白中之后，蛋白質能夠形成很特別的纖維，這些纖維的濁度低，但是纖維所含有的β-折疊結構比較多，纖維的形態規則，在溶液中分散得很好，難以發生沉淀。這種特性的纖維就是非常好的納米材料。

纖維形成片段插入蛋白質的位置也對融合蛋白的纖維特征有著重要的影響。將纖維形成片段插入到蛋白質中的β-折疊或α-螺旋等規則二級結構之間的環狀結構區，這樣纖維形成片段就可以暴露在蛋白質的外面，使得它們之間的相互作用成為可能。

用多肽鏈將纖維形成片段和目標蛋白偶聯到一起，這種起連接作用的多肽不能具有強烈的形成β-折疊和α-螺旋結構的趨向，從而保證纖維形成片段能夠暴露在溶液的外圍，有比較多的相互接觸，形成疏水拉鏈結構。

蛋白質聚集誘導的方式的選擇。不同的蛋白質聚集的溶液條件是不相同的。例如，Tau蛋白需要在肝素、核酸或者其他帶負電的分子存在的情況下形成纖維狀聚集。

本發明的有益效果在于：

蛋白質淀粉樣纖維是一種良好的納米材料，是有序重復排列的蛋白質分子，它非常穩定，能抗酸，抗堿，抗蛋白酶消化，能穩定存在比較長的時間；淀粉樣纖維能夠攜帶其他生物大分子，使之聚集在其表面，形成超級高的局部濃度，有放大酶聯反應信號等優勢；蛋白質纖維通過分子生物學的方法很容易編輯和構建，也可以方便地與其他具有生物活性的蛋白質偶聯在一起；蛋白質纖維的聚集是很容易控制的，如果沒有添加適當的誘導劑，蛋白質纖維是不能夠形成的。本發明方法是在醫學，化工等領域有比較重要的應用前景。

附圖說明

圖1為插入IFQINS后Tau蛋白形成的一種長而且彎曲的蛋白質淀粉樣纖維。

圖2為插入GVATVA后Tau蛋白形成的一種長而且分支的蛋白質淀粉樣纖維。

圖3為插入NNQQNY后Tau蛋白形成的一種長而且成束的蛋白質淀粉樣纖維。

圖4為插入QQQQQQ后Tau蛋白形成的一種短的蛋白質淀粉樣纖維。

具體實施方式

實施例1：使用IFQINS來使Tau蛋白形成長而且彎曲的蛋白質淀粉樣纖維。