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B淋巴细胞刺激因子(BLyS)也称为BAFF,THANK和TALL-1等,是肿瘤坏死因子家族的新成员,其C端肽(BLyS134-285)为其发挥功能的主要区域。BLyS在体外能专一刺激B细胞增殖,并能诱导活化的B细胞分泌抗体。如表达量不足则会导致免疫力低下而过度表达则会导致类风湿关节炎等自身免疫疾病。鉴于BLyS在B淋巴细胞发育和体液免疫中的重要作用,本文对B淋巴细胞刺激因子C端肽(BLyS134-285)的结构和功效进行了初步的研究。
首先根据对BLyS134-285活性中心的模拟结果,选择了His218、Phe220、Thr228和Leu229作为突变研究位点,用Over-lapPCR的方法构建了四株BLyS134-285突变体T1、T2、T3和T4,在大肠杆菌中获得了高效表达,用Ni-NTA柱分别纯化了各突变体的可溶表达蛋白及包涵体蛋白并进行梯度透析复性。受体结合ELISA和体外B淋巴细胞增殖实验结果表明四种突变体蛋白与野生型的BLyS134-285活性没有区别,说明His218、Phe220、Thr228和Leu229四个氨基酸位点可能不是BLyS134-285的活性中心。
其次构建了BLyS134-285两端缺失的突变体△N15、△C15和△NC,分别缺失了BLyS134-285N端、C端和两端各15个氨基酸。缺失突变体在20℃,大肠杆菌BL21(DE3)中获得了可溶表达,并通过Ni-NTA柱得到纯化。MALDI-TOF-MS测定各突变蛋白的分子量与理论值相符。受体结合ELISA实验结果表明△N15、△C15和△NC都能与BCMA-Fc结合,但△NC的受体结合能力较弱。小鼠体液免疫应答的实验结果表明△C15与BLyS134-285相比,IgM的增加幅度略低,而△N15和△NC不再能增强针对IgM的免疫应答,说明BLyS134-285N端的结构对于其功能的完整非常重要。
同时,构建了胸腺肽α1和B淋巴细胞刺激因子C端肽的融合蛋白(TMα1-BLyS134-285),并在两个蛋白中间设计了Ser-Gly-Gly-Gly-Gly所组成的连接肽。对宿主菌进行优化后,TMα1-BLyS134-285融合蛋白在E.coliBL21CodonPlus(DE3)RIL中获得了高效表达,蛋白质的表观分子量约28kDa。37℃培养条件下,有50%的融合蛋白以可溶形式表达,而在相同的条件下BLyS134-285重组蛋白几乎全部形成包涵体。融合蛋白经过Ni-NTA柱纯化后,纯度大于85%。活性测定实验结果表明,融合蛋白能与BLyS受体BCMA-Fc结合,刺激B淋巴细胞增殖活性、对小鼠脾脏增重以及增强体液免疫应答的活性与BLyS134-285蛋白相当,而在增强T重新合成E受体方面,融合蛋白的活性要略高于合成的TMα1。TMα1-BLyS134-285作为新型的双功能细胞因子,有望开发成为治疗免疫缺陷症的新药。
还成功构建了BLyS134-285的改组噬菌体文库。从质粒pT7474-BLyS及人胎脑cDNA文库中分别扩增出BLyS134-285和APRIL基因,用DNaseI消化后,回收小于50bp的片断,用于DNA改组。经过两轮PCR后,产物与噬菌体载体pCGMT连接,电转E.coliER2738获得改组文库。构建的改组文库库容量为8.9×105。对文库进行了初步的筛选,三轮淘洗后,特异性结合受体的噬菌体得到富集,在最后轮中挑选到一个受体结合活性降低的突变克隆B4。B4的序列分析结果证实其发生了移码突变,只含有BLyS134-285N端61个氨基酸。ELISA结果显示B4仍能与受体BCMA-Fc结合,但结合能力弱于BLyS134-285。