融合蛋白柔性linker的选择

精品文档 1欢迎下载 蛋白融合 Linker 的设计与选择 接头序列 Linker 设计是基因融合技术能否成功的关键技术之一 即通过一段 适当的核苷酸序列将不同的目的基因连接起来 使其在适当的生物体内表达成 为一条单一的肽链 其中起连接作用的氨基酸称为 Linker 1 融合蛋白中的 两种成分能否分别形成正确的空间结构 更好的发挥生物学活性 与连接融合 蛋白中两种成分的接头序列密切相关 重组生成的融合蛋白要求插入融合蛋白 中的 linker 不能影响目的蛋白各自的功能 因此 Linker 序列的设计和选择 对融合基因的构建至关重要 针对 Linker 序列的设计和选择己有诸多相关的研究 2 目前的研究主要有 两种 即螺旋形式的 Linker 肽如 A EAAAK nA 和低疏水性 低电荷效应的氨 基酸组成的接头 以后者应用较广泛 这种低疏水性 低电荷效应的氨基酸组 成的多肽接头能够充分伸展以分开两种融合的组分 使之能在互不干扰的情况 下充分折叠成各自的天然构象 Ryoichi 等 3 在两种不同功能的融合蛋白之间 插入了不同类型的 linker 序列 包括可形成螺旋状的不同长度的肽链 柔性 linker 以及葡萄糖球菌蛋白 A PA 结果发现螺旋状的 linker 同柔性 linker 及 PA 一样 可以有效的将融合蛋白的两个结构域分开 甚至可增强融合蛋白的 功能 Linker 的长度是融合基因构建的又一个重要的因素 如果 Linker 的长 度过长 则使融合蛋白对蛋白酶比较敏感 导致活性融合蛋白在生产过程中的 产量下降 应用较短的 Linker 可以克服重组蛋白酶分解的问题 但可使两个 融合分子相距太近导致蛋白功能的丧失 Linker 的长度不应小于 3 5 nm 这 是由于相邻肽键的距离为 0 38 nm 因此连接肽至少应包含 10 个氨基酸 目前 最为常用的是 Huston 设计合成的 GGGGS 3 序列 研究发现 连接肽为 Gly4Ser 3 的融合蛋白表现出较高的复性效率 这可能是 Gly4Ser 3 连接肽较 长且柔软 在复性时能够降低融合蛋白的两组份间的空间位阻 从而更有利于 融合蛋白各个结构域的正确折叠 所以 Linker 的长度不能过长也不能过短 Linker 的选择 还应考虑 Linker 内部的氨基酸序列 研究发现 Linker 组 成相同但序列不同时 构建的融合蛋白的稳定性存在显著差异 编码 Linker 的 核苷酸组成 调整编码 Linker 的核苷酸组成 虽不改变原接头 Linker 的氨基 酸序列 但融合蛋白的表达存在显著差异 Linker 序列中有太多的 螺旋和 角结构会限制融合蛋白的伸缩性 进而影响融合蛋白的生物学活性 总之 Linker 的选择不是一成不变的 而要根据融合蛋白分子的大小和特性来决定 细胞因子是由免疫细胞和某些非免疫细胞经刺激而合成 分泌的一大类多功能 高活性 的生物物质 它在介导机体多种免疫反应及对各类免疫活性细胞的分化 发育和活化中起 着十分重要的作用 细胞因子融合蛋白 cytokine fusion protein 技术是当今免疫学研究 的一个热点方向 该方法是基于这些细胞因子具有相同或相关的功能活性而各自作用靶点 不同 利用基因工程技术将两种或多种细胞因子融合在一起 其融合基因表达产物既具有 其组成因子独特的生物学活性或使其某些活性显著提高 还可能会通过生物学活性的互补 精品文档 2欢迎下载 及协同效应发挥出较单一细胞因子简单配伍所不具备的复合生物学功能 甚至还可能会产 生一些新的结构及生物学功能 这种新型的人工蛋白具有极高的应用价值和良好的发展前 景 早在 1986 年 Seno 等用含 EcoR I 的 12 个核苷酸 4 肽 CCGGAATTCATG 为接头 将 IFN 和 IL 2 片段加以连接 结果发现产生的融合蛋白具有 IFN 与 IL 2 的双重活 性 迄今为止 国内外已相继报道了多种有价值的细胞因子融合蛋白 现就细胞因子融合 蛋白技术的原则 构建类型 应用现状以及发展前景做一简要概述 1 1 细胞因子蛋白融合技术细胞因子蛋白融合技术 1 1 蛋白融合的构建原则 基因工程构建细胞因子融合蛋白须满足以下几个条件 1 各融合分子的目的 DNA 片段置于同一套调控序列 包括启动子 增强子 核糖体结合序列 终止子等 的控制之下 2 融合分子间须以富含疏水性氨基酸的接头 Linker 连接 同时 也要考虑接头序列的长度和核苷酸 氨基酸的组成 排列顺序等因素 如融合蛋白内部 接头的不同 可导致融合蛋白各部分化学结构的改变 而影响到各融合分子的空间构象 导致其生物学活性差异 所以 设计肽链之间的接头时 要尽可能不影响两端蛋白的自然 折叠 使各融合成分互不干扰 3 为了保证融合蛋白的生物学活性 还需考虑构成融合蛋 白各成份本身的特性及其相互作用机制 如肿瘤坏死因子 TNF 和 干扰素 IFN 在抑 制肿瘤细胞 增强抗病毒活性等方面有协同作用 有学者构建了 TNF 和 IFN 的融合蛋 白 但发现该融合蛋白的抗病毒和抗肿瘤活性与单独应用 TNF 和 IFN 相比 抗病毒活性 降低 24 倍 抗肿瘤活性降低 15 倍 与构建融合蛋白的初衷相背 分析原因 可能是这两 种细胞因子的理化性质差异较大 IFN 活性稳定 而 TNF 活性极易丧失 其融合蛋白在 一定程度上影响了彼此的活性 1 2 蛋白融合 Linker 的设计与选择 接头序列 Linker 设计是基因融合技术能否成功 的关键技术之一 即通过一段适当的核苷酸序列将不同的目的基因连接起来 使其在适当 的生物体内表达成为一条单一的肽链 其中起连接作用的氨基酸称为 Linker 1 融合蛋 白中的两种成分能否分别形成正确的空间结构 更好的发挥生物学活性 与连接融合蛋白 中两种成分的接头序列密切相关 重组生成的融合蛋白要求插入融合蛋白中的 linker 不能 影响目的蛋白各自的功能 因此 Linker 序列的设计和选择对融合基因的构建至关重要 针对 Linker 序列的设计和选择己有诸多相关的研究 2 目前的研究主要有两种 即 螺旋形式的 Linker 肽如 A EAAAK nA 和低疏水性 低电荷效应的氨基酸组成的接头 以 后者应用较广泛 这种低疏水性 低电荷效应的氨基酸组成的多肽接头能够充分伸展以分 开两种融合的组分 使之能在互不干扰的情况下充分折叠成各自的天然构象 Ryoichi 等 3 在两种不同功能的融合蛋白之间插入了不同类型的 linker 序列 包括可形成螺旋状的 不同长度的肽链 柔性 linker 以及葡萄糖球菌蛋白 A PA 结果发现螺旋状的 linker 同 柔性 linker 及 PA 一样 可以有效的将融合蛋白的两个结构域分开 甚至可增强融合蛋白 的功能 Linker 的长度是融合基因构建的又一个重要的因素 如果 Linker 的长度过长 则使融合蛋白对蛋白酶比较敏感 导致活性融合蛋白在生产过程中的产量下降 应用较短 的 Linker 可以克服重组蛋白酶分解的问题 但可使两个融合分子相距太近导致蛋白功能 的丧失 Linker 的长度不应小于 3 5 nm 这是由于相邻肽键的距离为 0 38 nm 因此连 接肽至少应包含 10 个氨基酸 目前最为常用的是 Huston 设计合成的 GGGGS 3 序列 研究 精品文档 3欢迎下载 发现 连接肽为 Gly4Ser 3 的融合蛋白表现出较高的复性效率 这可能是 Gly4Ser 3 连接 肽较长且柔软 在复性时能够降低融合蛋白的两组份间的空间位阻 从而更有利于融合蛋 白各个结构域的正确折叠 所以 Linker 的长度不能过长也不能过短 Linker 的选择 还应考虑 Linker 内部的氨基酸序列 研究发现 Linker 组成相同但 序列不同时 构建的融合蛋白的稳定性存在显著差异 编码 Linker 的核苷酸组成 调整编 码 Linker 的核苷酸组成 虽不改变原接头 Linker 的氨基酸序列 但融合蛋白的表达存在 显著差异 Linker 序列中有太多的 螺旋和 角结构会限制融合蛋白的伸缩性 进而影响 融合蛋白的生物学活性 总之 Linker 的选择不是一成不变的 而要根据融合蛋白分子的 大小和特性来决定 2 2 细胞因子融合方式及其应用细胞因子融合方式及其应用 根据细胞因子融合分子的不同 可把细胞因子融合蛋白大致分成以下几类 2 1 不同或相同细胞因子的融合蛋白 细胞因子具有多功能性和通用性 其作用的靶点 各有不同 利用细胞因子的这一特点 可以通过基因融合技术创制出更佳的细胞因子融合 蛋白 其融合基因表达产物很可能表现出双因子简单配伍所没有的复合功能 而且有可能 会增强各个组份间的协同作用 IL 3 和 GM CSF 均为造血刺激因子 它们对不同发育阶段的造血干细胞及祖细胞均 具有促增殖和分化的作用 且共用受体 链 鉴于两者功能互补 Curtis 等于 1991 年构 建并报道了第一个由不同细胞因子组成的融合蛋白 人 GM CSF IL 3 和 IL 3 GM CSF 融合蛋白 分别称为 PlXY 321 和 PIXY 344 为确保其各自的天然构象 在 GM CSF 与 IL 3 两者之间均引入了一段疏水氨基酸序列 从而保证其与受体的结合 体外受体结合 实验证明 PIXY 321 与只表达 IL 3 受体的 JM 1 细胞株或只表达 GM CSF 的 HL 60 细 胞株结合时其亲和力比单体略高 说明该融合蛋白可经 IL 3 GM CSF 结构域与其各自 的受体结合 同时 PIXY321 对 AML 193 细胞株的增殖作用及刺激骨髓集落的形成都明显 高于单独使用 IL 3 GM CSF 或 IL 3 加 GM CSF 的作用 其作用可提高 5 10 倍 IL 2 IL 6 是两个具有多种免疫调节活性的细胞因子 1992 年 Fernad 等构建了两 个人 IL 2 IL 6 融合基因 目的在于构建表达一种具有双重功能的免疫调节因子 实验 表明融合蛋白与野生型 IL 2 的活性一致 较 IL 6 活性中度下降 出现此结果的原因可 能是由于局部构象的改变或者是 IL 2 与 IL 6 之间的相互作用干扰所致 体外进一步研 究表明 该融合蛋白既可诱导 T B 细胞表达 IL 2R 和 IL 6R 并且还可作为分子桥梁 促进和稳定 T B 细胞间的相互作用 国内的赵春华等也构建和高效表达了具有促进细胞 集落形成 促进 LAK 的增殖作用的 IL 2 IL 6 融合蛋白 将两种相同的细胞因子融合在 一起也可以起到明显的生物学功能 马大龙等构建了人双体 IL 6 双体 IL 3 融合蛋白 研究表明双体 IL 6 与单体 IL 6 在生物学活性上差别不大 但双体 IL 3 对人骨髓细胞 的集落刺激作用明显高于单体 IL 3 的作用 IL 7 是 T B 淋巴细胞成熟分化过程中重要的细胞因子 可以增强成熟 T 细胞的增 殖及其功能 并有促进 CTL 增殖 分化并加强其杀伤活性 刺激 LAK 细胞活性的能力 精品文档 4欢迎下载 Lai 等 4 用一段柔性接头将 IL 7 和人肝细胞生长因子 片段 hepatocyte growth factor beta2 chain HGF beta 连接 结果发现融合蛋白能选择性的高效刺激 B 祖细胞系 的增殖 胰岛素样生长因子 IGF 常与其他生长因子一起发挥协同作用 是最好的二联细胞因子 融合蛋白的备选因子 IGF II 可刺激多种组织中细胞的增殖或分化 将 IGF II 与一段信 号肽以及胰岛素样的昆虫激素 bomyxin 的 N 端序列融合表达 便可得到分泌形式的具有生 物活性的 BOM IGF Difalco 等制备了一种 BOM IGF 和 IL 3 的融合蛋白 体外试验中它 可刺激正常外周血细胞中的骨髓干细胞集落形成 体内试验结果亦显示该融合蛋白能动员 具有高度增殖活性的骨髓干细胞进人外周血 进而定居至脾脏而发挥造血功能 2 2 细胞因子与其受体的融合蛋白 细胞因子与其受体结合时 可促进其与其他相关分 子的结合 进而提高其生物学活性的发挥 IL 6 在肝细胞的增殖中起着增强作用 IL 6 和 IL 6Ra gp80 的结合使其易于和 另一个受体 IL 6R gp130 结合 可溶性 IL 6R 蛋白 sIL 6R 与 IL 6 结合后 靶细胞 对 IL 6 的敏感性增高 并可使仅表达膜结合型 IL 6R 的细胞 IL 6R gp130 对 IL 6 起反应 在 sIL 6R IL 6 双基因转染的小鼠中 sIL 6R 发挥锚定 IL 6 的作用 延长血浆 IL 6 半衰期 同时细胞对 IL 6 的敏感性显著提高 Bcl 2 蛋白家族是细胞程序性死亡的重要调节因子 Bcl XL 是 Bcl 2 蛋白家族中的 重要成员之一 它能在多种类型的细胞上抑制由各种刺激所诱发的细胞死亡 粒细胞巨噬 细胞集落刺激因子 GM CSF 具有刺激粒细胞和巨噬细胞集落增长的能力 其功能的发挥依 赖于它与 GM CSF 特异性受体的结合 Antonella 等 5 将人 GM CSF 与 Bcl XL 蛋白融合 该融合蛋白可与人单核细胞 巨噬细胞和骨髓祖细胞的上的 GM CSF 受体结合诱导其增殖 并使 Bcl XL 进入细胞抑制细胞的死亡 加速细胞的增殖 2 3 细胞因子与抗原融合蛋白 某些细胞因子可以招募抗原提呈细胞 APC 促进 APC 的成熟和信号转导 调节 T 细胞的功能 从而提高机体对抗原的免疫应答 因此 人们通 过基因融合技术 将细胞因子与抗原融合 使其更好的发挥基因佐剂作用 肿瘤细胞表达的免疫球蛋白 独特型 Id 可以作为肿瘤特异性抗原 在 B 细胞淋巴瘤 中已证明用免疫球蛋白的可变区 即独特型 免疫动物 可保护动物免受随后的肿瘤攻击 Tao 等从 B 淋巴瘤细胞 38C13 分离出 Id 将其与 GM CSF 基因融合 构建了 Id 与 GM CSF 融合蛋白 Id 的免疫原性显著增强 可诱导出具有抗肿瘤作用的特异性抗 Id 抗体 随后 Chen 等又构建了 Id IL 2 和 Id IL 4 两种融合蛋白 均具有比较高的免疫原性 用 Id IL 2 融合蛋白进行免疫可产生高滴度的抗独特型抗体 IgG2a 和 lgG3 而 Id IL 4 和 Id GM CSF 融合蛋白则无此作用 这 3 种融合蛋白都能诱导抗独特型抗体的产生 且不需 要载体蛋白和佐剂 杨登科等 6 构建了结核分枝杆菌的 Ag85B 和 IL 2 嵌合基因疫苗 研 究发现该融合蛋白具有 Ag85B 和 IL 2 的双重功能活性 两者融合后产生协同作用 在体 外促进了外周血单核细胞的增殖和 Th1 型细胞因子的分泌 Hitoki 等 7 构建了 IL 12 和 鼠疫耶尔森菌 F1 V 融合蛋白 IL 12 F1 V 荚膜蛋白抗原 F1 Ag 毒力抗原 V Ag 共表达基因疫苗 研究发现 用肺鼠疫攻毒后 IL 12 低表达 F1 V 相比 IL 12 低表 精品文档 5欢迎下载 达 F1 IL 12 低表达 V 和 IL 12 低表达 载体 vector DNA 疫苗而言 80 的小鼠 获得保护 Mark 等 8 构建了豚鼠髓脂质碱性蛋白 guinea pig myelin basic protein GPMBP neuroantigen or NAg 的主要致脑炎肽和白细胞介素 16 IL 16 融合蛋白 研究 发现该融合蛋白是路易鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎的有效抑制剂并证实 IL 16 是研制致 耐受性疫苗的最佳候选细胞因子 细胞因子与抗原融合产生的佐剂效应 可能比游离的细胞因子产生的佐剂效应具有更 多的优点 因而 在疫苗研究中 细胞因子作为免疫佐剂越来越受到人们的重视 2 4 细胞因子与抗体融合蛋白 将抗体分子的片段与细胞因子融合 该融合蛋白不但结 合了抗体与抗原特异性结合的特性 还具有细胞因子的多功能活性 从而可借助抗体将细 胞因子导向到特定的靶部位 使其高效发挥生物学功能 减轻全身毒副作用 IL 2 是免疫反应的重要介导分子 也是重要的抗肿瘤细胞因子之一 在体外 IL 2 可促 使细胞毒性 T 细胞 NK 细胞及辅助 T 细胞增殖 诱导产生细胞毒性的细胞因子 诱导 LAK 细胞增殖 抗体 IL 2 融合蛋白可将 IL 2 靶向肿瘤灶 提高肿瘤局部 IL 2 的浓度 从而达到更好的抗肿瘤效应 同时也有助于减轻 IL 2 的毒性 Heuser 等构建了抗黏蛋白 的 scFv Fc IL 2 融合蛋白 C595 scFv Fc IL 2 实验表明此融合蛋白能同时特异 性地结合 MUCI 的肿瘤细胞和 CD25 的免疫效应细胞 体外试验还发现 该融合蛋白能刺激 活化的 T 细胞增殖 介导静息的 NK 细胞对肿瘤细胞的杀伤 在免疫重建的 SCID 鼠黑色素 瘤肝 肺转移瘤模型中 肿瘤特异性的融合蛋白 Ch225 IL 2 和 Ch14 18 IL 2 可抑制转 移灶的生长 甚至在注射肿瘤细胞后 8 d 肿瘤己形成情况下 也能完全消退微转移病灶 该研究表明借助抗体将细胞因子导向到肿瘤部位的免疫治疗方法可有效对抗人类黑色素瘤 的播散 Reinartz 等将 IL 6 与抗独特型单克隆抗体重组 制备了 chACA125 IL 6 融合蛋白 并将其用于卵巢癌的研究 小鼠抗独特型单抗 ACA125 模拟卵巢癌细胞上的 CA125 抗原 可 诱导抗 抗独特型抗体反应 该反应与卵巢癌患者生存时间呈正相关 试验结果表明 融合 蛋白接种后抗 CA125 Ab3 的浓度较 IL 6 与 chACA 联用高 且未观察到抗人 IL 6 抗体的 产生 而联用情况下可以检测到抗人 IL 6 抗体产生 IL 12 是介导先天免疫及细胞免疫的重要细胞因子 具有很强的抑制肿瘤及阻止肿瘤 转移的活性 在体外 IL 12 对于肿瘤细胞没有直接的作用 但 IL 12 能激活 T 细胞及 NK 细胞 刺激 CD4 T 细胞向 Th1 细胞分化 后者产生的细胞因子可激活 CTL 和巨噬细胞 IL 12 也是血管形成的强效抑制剂 可通过诱导 IFN 等的分泌抑制血管形成 进而抑 制体内肿瘤的生长 纤连蛋白 fibronectin FN 为一种高分子量多功能糖蛋白 是血管形 成的标志 主要聚集于新生血管的周围 在肿瘤的浸润事件中起重要作用 Halin 等采用 抗 FN 的 scFv L 19 与 IL 12 融合 发现该融合蛋白具有强大的抗肿瘤活性 可导致肿瘤 组织中的 T 细胞 NK 细胞及巨噬细胞浸润 此外 在鼠肿瘤肺转移动物模型中证实 应 用该融合蛋白治疗比应用等量的 IL 12 具有更强的抗转移效应 GM CSF 能刺激造血细胞的增殖及分化 也是一种多功能的免疫调节因子 GM CSF 能 提高各种 APC 的抗原提呈及促进单核细胞表达 MHC II 类分子 粒细胞表达黏附分子及刺 精品文档 6欢迎下载 激 T 细胞增殖 动物试验证实 注射 GM CSF 后 通过增强 T 细胞免疫 能提高抗肿瘤疫 苗的保护效应 Helguera 等将鼠 GM CSF 与 HER2 抗体融合 观察到该融合蛋白既保持了 与人 HER2 neu 抗原的特异性结合能力 同时也保持了与重组鼠 GM CSF 相似的生物学活性 在小鼠体内能够明显抑制表达 HER2 neu 的肿瘤细胞生长 能同时增强 Th1 和 Th2 型细胞的 免疫应答 2 5 细胞因子与毒素融合蛋白 细胞因子与毒素的融合蛋白是以细胞因子取代毒素分子 的识别区域 使毒素蛋白能选择性地杀伤含有相应细胞因子受体的靶细胞 从而达到治疗 那些细胞因子引起病理性作用的疾病 如自身免疫性疾病 移植排斥反应等 肿瘤细胞因 其恶性增殖 缺少接触抑制的特性 不同肿瘤细胞均有其异于正常组织细胞的受体特征 将细胞因子与毒素蛋白融合 可利用细胞因子作为靶向载体将细胞毒素运送到肿瘤微环境 使该融合蛋白能选择性杀伤含有相应细胞因子受体的靶细胞 实现靶向肿瘤的治疗作用 白喉毒素具有高效的细胞毒性 利用其与不同的目的基因融合成的各种毒素复合物 可对表达一些特异性受体或蛋白的细胞产生杀伤作用 尤其是一些肿瘤细胞 体外试验表 明 白喉毒素 IL 2 的融合蛋白 DAB389IL 2 对表达高亲和力 IL 2 受体的细胞株起毒 性作用 而缺乏完整的高亲和力受体的细胞株 有 p55 亚单位而无 p75 亚单位 则对该融合 毒素相对耐受 Saleh 等报道 DAB389 IL 2 在皮肤 T 细胞淋巴瘤 cutaneous T cell lymphoma CTCL 期临床试验中单独使用显示出显著的临床治疗效果 DAB389IL 2 已成 为美国食品与药品管理局 FDA 批准的临床治疗药物 张建新等基于骨髓瘤 原发性肝癌 等肿瘤细胞表面 IL 6 受体可过度表达的事实 用 IL 6 cDNA 取代白喉毒素的受体结合区 构建表达了白喉毒素 IL6 融合蛋白 研究表明 此种融合蛋白对表面有大量 IL 6 受体的 骨髓瘤细胞 U266 有较强的细胞毒作用而 IL 6 受体较少的正常细胞对其有一定的耐受性 前列腺特异性抗原启动子 prostate specific antigen promoter PSPA 具有高度的 组织特异性 仅在 PSPA 阳性的前列腺癌细胞中表达 Yu 等构建了以人免疫缺陷病毒为基 础的病毒表达载体 在该载体中使 PSPA 和 DTA 白喉毒素 A 基因 基因形成融合基因 结果 表明 PSPA 可以高效 特异地在前列腺癌细胞中启动 DTA 基因表达并产生自杀作用 体 外实验表明 它在雄激素存在的情况下可以杀死 PSA 阳性的前列腺癌细胞 在异种移植 PSA 阳性的前列腺癌细胞鼠体内试验证实 可以使肿瘤细胞快速退化 并使其存活时间超 过一年而没有肿瘤的进展 但在 PSA 阴性的对照却没有这种效果 这一研究结果表明转染 基因可以对进展的前列腺肿瘤产生治疗效果 假单胞菌外毒素 A pseudomonas exotoxin A PE 为不可逆性蛋白合成抑制剂 将其 细胞结合域删除即为 PE40 其仅表现出极低的细胞和动物毒性 将编码 TGF 的基因与 PE40 基因融合 其表达产物既有 TGF 受体结合活性又保留有 PE 的细胞毒性 某些肿瘤 如人类胰腺癌组织过度表达上皮生长因子受体 EGF receptor 其配体之一即 TGF 实验证明 TP40 这一双功能蛋白能抑制或杀伤表达高水平 EGF 受体的肿瘤细胞 2 6 细胞因子与血清白蛋白融合 血清白蛋白是血浆的重要成分 正常情况下不易透过 肾小球 体内分布极广而且没有酶学和免疫学活性 是理想的药物载体 白蛋白融合技术 具有以下优点 白蛋白与目标蛋白在细胞内经蛋白翻译系统通过肽键连接 不需额外的体 精品文档 7欢迎下载 外处理 白蛋白的表达水平较高 与其融合后可以提高目的蛋白的表达水平 白蛋白是一 个稳定的 惰性 蛋白 与其融合后可以提高目的蛋白的稳定性 白蛋白融合蛋白具有较长 的药物半衰期 如人血清白蛋白 HAS 自身在血浆中的半衰期长达 19 d 将小分子蛋白药 物与 HSA 融合可有望提高在血液中的半衰期 目前 多种蛋白与 HSA 融合后在实验动物体 内半衰期的延长得到了证实 唱韶红等用毕赤酵母中表达的 HSA hIFN 2b 融合蛋白在猕猴体内的半衰期约为普通 IFN 的 20 倍 美国马里兰州人类基因组科学 HGS 公司进行了一系列 HSA 融合蛋白质药 物的研究 HSA IFN 融合蛋白 9 HSA IFN 融合蛋白 albuferon 10 HSA rIL 2 融合蛋白 albuleukin 11 HSA rG CSF 融合蛋白 albugranin 12 HSA rHGH 融合蛋白 albutropin 13 都具有明显的半衰期延长作用 3 3 细胞因子融合蛋白技术在兽医学领域的细胞因子融合蛋白技术在兽医学领域的发展发展前景前景 细胞因子的种类繁多且每一种细胞因子的作用又具有多样性 其在机体内环境中的相 互作用更为复杂 因而细胞因子融合蛋白的研究几乎涵盖了所有常见的细胞因子 在功能 上相关的细胞因子或分子 其融合蛋白的生物学活性若能够高于或等于各个组份简单相加 的效果 即具有其他单体分子无法比拟的高效性 便有构建融合蛋白分子的意义 14 其 次 细胞因子融合蛋白在与特定的靶向性分子结合之后 可将有一定毒性的细胞因子选择 性的 特异性的浓集于病灶局部 使全身性的不良反应降至最低点 即具有某些单体细胞 因子所不具有的特异性 也是融合蛋白的研究方向之一 此外 诸多融合蛋白虽有衍生因 子的双重活性 但其活性较野生型低或在实际应用中与衍生因子配伍不明显 解决分子的 生物学活性与毒副作用问题是细胞因子融合蛋白发展的实践需求 但是 细胞因子融合蛋 白也有其缺点 如在重复使用时由于已产生了中和抗体而抑制了其活性的发挥 因此 在 构建细胞因子融合蛋白时 必须慎重选择所融合的细胞因子 并且在设计中尽可能降低分 子量以减少免疫原性 融合蛋白技术是一种很有发展潜力的生物工程技术 在肿瘤治疗研究中 15 很多制 品已进入了临床试验 并取得了令人鼓舞的进展 目前 有关动物细胞因子的研究也得到 了迅猛发展 一些重组细胞因子已在动物疾病的预防 治疗和诊断 特别是在发展安全 高效基因工程疫苗等方面显示出广阔的应用前景 相信在不远的将来 人们可以应用细胞 因子融合蛋白技术设计和获得高表达 高活性的融合蛋白制剂 从而为动物疾病的防控带 来新的希望 参考参考文献文献 1 Gustavsson M Lehtio J Denman S et al Stable linker peptides for a cellulose binding domain lipase fusion protein expressed in Pichia Pastoris J Protein Eng 2001 14 9 711 715 2 Chiquito JC Feng JA LINKER a program to generate linker sequences for fusion proteins J Protein Eng 2000 13 5 309 312 精品文档 8欢迎下载 3 Ryoichi A Hiroshi U Atsushi K et al Design of linkers which effectively separate domains of a bifunctional fusion protein J Protein Eng 2001 14 BSupp1 529 532 4 Lai L Zeff R Gold schneider I A recombinant single chain IL 7 HGF beta hybrid cytokine induces juxtacrine interactions of the IL 7 and HGF c Met receptors and stimulates the proliferation of CFU S12 CLPs and pre pro B cells J Blood 2006 107 5 1776 1784 5 Antonella A Richard JY The Cytokine Granulocyte macrophage colony stimulating factor GM CSF can deliver Bcl XL as an extracellular fusion protein to protect cells from apoptosis and retain differentiation induction J J Biol Chem 2007 282 15 11246 11254 6 杨登科 靳凤烁 张 勇 等 Ag85B IL 2 融合蛋白在体外对 PBMC 增殖及 Th1 型细胞因子分泌的影响 J 医学临床研究 2006 23 2 181 187 7 Hitoki Y Teri H Xinghong Yang et al A Nasal Interleukin 12 DNA Vaccine Coexpressing Yersinia pestis F1 V Fusion Protein Confers Protection against Pneumonic Plague J Infec Immu 2008 p 4564 4573 8 Mark DM Derek JA A fusion protein consisting of IL 16 and the encephalitogenic peptide of myelin basic protein constitutes an antigen specific tolerogenic vaccine that inhibits experimental autoimmune encephalomyelitis J J Immunol 2007 179 1458 1465 9 Osborn BL Olsen HS Nardelli B et al Pharmacokinetic and pharmacodynamic studies of a human serum albumin interferon alpha fusion protein in cynomolgus monkeys J Pharmacol Exp Ther 2002 303 2 540 548 10 Sung C Nardelli B LaFleur DW et al An IFN beta albumin fusion protein that disp