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日志

利用昆虫细胞表达系统可获得重组人CYP2C19蛋白

已有 468 次阅读2018-6-14 15:55 |个人分类:蛋白表达与纯化| 重组蛋白表达, 昆虫细胞表达系统, P450, CYP2C19

细胞色素P450作为最大的药物代谢酶系统,主要催化药物的Ⅰ相代谢(氧化反应),其基因的蛋白重组表达及应用的研究上所得的数据可以对临床用药提供理论指导。CYP2C19是肝微粒体细胞色素P450的一种,昆虫细胞可以进行胞内和分泌表达,重组蛋白表达量高,而且更适宜表达多元蛋白复合物。利用昆虫细胞表达系统可获得代谢活性良好的重组人CYP2C19蛋白,该重组酶可进一步用于其他底物的Ⅰ相代谢研究以及各种抑制剂的筛选。

1CYP2C19酶的作用

CYP2C19基因位于10号染色体上(10q24.110q24.3),含有9个外显子。CYP2C19酶是一个含有490个氨基酸的蛋白质,其在人体内含量约占CYP450总量的5%。研究发现,CYP2C19参与了多种药物的代谢包括一些质子泵抑制剂(PPI)类药物神经系统药物,而且CYP2C19酶与肿瘤等疾病的发生有一定的相关性。有研究显示CYP2C19酶活性的降低可增加罹患食管癌、胃癌、肺癌等风险,而患膀胱癌的危险性则有所下降,因此,研究CYP2C19的代谢活性和药物对其诱导与抑制作用等,具有重要的临床意义。

2、昆虫杆状病毒表达载体系统

昆虫杆状病毒表达载体系统是利用携带有外源目的基因的重组昆虫杆状病毒作载体在昆虫体内或昆虫培养细胞进行表达生产的一个重组蛋白生产系统。

由于该系统所需要的周期远比动物或植物系统短,可以利用昆虫个体或其培养细胞进行大规模的表达生产,生产的重组蛋白产量高,蛋白翻译后加工比细菌、酵母生产系统完善。而且由于昆虫杆状病毒具有限制性的宿主范围,只对特定种属的昆虫及其细胞进行感染,对人畜等脊椎动物没有感染能力,因此具有比在哺乳动物及其培养细胞生产系统更为安全等优点而成为目前最有效的真核表达系统之一。美迪西生物医药提供重组蛋白表达与纯化服务,拥有原核蛋白表达系统、酵母蛋白表达系统、昆虫细胞蛋白表达系统、哺乳动物细胞蛋白表达系统等多种蛋白表达系统。

3、使用昆虫细胞表达系统共表达人CYP2C19、细胞色素氧化还原酶(CYPOR)和细胞色素b5CYPb5

构建含人CYP2C19基因的重组杆状病毒穿梭质粒,使用昆虫细胞-杆状病毒重组蛋白表达系统共表达人CYP2C19、细胞色素氧化还原酶(CYPOR)和细胞色素b5CYPb5);用蛋白印迹分析(Western Blot)鉴定重组酶的表达;以奥美拉唑为底物进行代谢孵育,HPLC分析鉴定酶的活性;并使用该重组蛋白对70种天然产物进行抑制能力的筛选。

  Western Blot结果显示重组人CYP2C19蛋白在Sf9细胞中成功表达,该重组酶代谢经典底物奥美拉唑的酶动力学参数分别为:米氏常数Km为(4.99±0.22)μmol.L-1,最大反应速率Vmax为(0.2539±0.0024)μmol.min-1.mg-1蛋白,表观清除率CLint值为0.0509 L.min-1.mg-1蛋白。对70种天然产物的抑制筛选实验显示白藜芦醇、大黄素、异土木香内酯、莪术醇、薄荷脑、鬼臼毒素、补骨脂素、五味子甲素、五味子乙素、新狼毒素B等对人CYP2C19有比较明显的抑制能力。

重组人CYP2C19蛋白具有良好活性,不仅可以将其用于天然产物抑制剂的筛选,还可以将其用于酶的底物筛选,有助于更好的预测人体内的药物代谢情况和药物相互作用。


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