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力生长因子（mechano growth factor，MGF）是一个由110个氨基酸组成的碱性多肽，是在力的刺激下诱导胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)基因外显子发生选择性剪接产生的。MGF在正常生理状态下不太常见，但在骨骼肌或心肌机械负荷加大的状态下表达增加。MGF具有激活卫星细胞，促使细胞增殖，并抑制其分化的作用。MGF不仅是一种生长因子，还是一种修复因子，在维持局部组织质量和组织修复过程中有显著效果，具有诱导局部蛋白质合成和防止细胞凋亡的高潜能。因而MGF在治疗肌肉萎缩，修复肌肉神经损伤，治疗运动神经元疾病以及运动康复训练等方面有着广泛的应用前景。 由于血清中的MGF含量非常低，在研究过程中用人体材料（血或组织等）作为MGF的制备来源显然是不可取的。为了获得大量的MGF产品，基因工程是可取的途径。本实验室利用已经获得的IGF-Ⅰ基因为模板，通过三步PCR获得MGF的全基因序列，构建重组表达质粒pExSecⅠ-MGF，经测序证明序列正确后，将质粒转化入E.coli BL21中进行表达研究。利用IPTG（异丙基硫代-β-半乳糖苷）在37℃进行诱导表达，通过Tris-Tricine SDS-PAGE电泳分析表明，菌体表达的MGF以包涵体的形式存在，表达量约占菌体总蛋白的25％-30％。本实验在优化了MGF的表达条件后，对其进行了中试发酵培养，然后对变性的包涵体进行纯化与复性，获得纯度较高并具有生物活性的MGF。 本论文分三部分: 第一部分:对已经成功构建的工程菌株E.coli BL21(DE3)pExSecⅠ-MGF进行诱导表达，确定MGF蛋白是以包涵体的形式存在于菌体超声后的沉淀中;通过对比试验确定工程菌在试管中培养的最优表达条件，在优化后的表达条件下，全菌总蛋白中的MGF表达量可达30％左右。 第二部分:通过正交试验对基因工程菌E.coli BL21(DE3)pExSecⅠ-MGF的发酵培养条件进行优化，对高密度发酵培养基配方进行了改进，并通过对比试验确定了最优的诱导剂和合理的诱导时间，最终在五升发酵罐中进行高密度发酵培养得湿菌60.5 g，得到含MGF蛋白35％左右的包涵体8.85 g;在十升发酵罐中进行高密度发酵培养得湿菌119.5 g，得到含MGF蛋白35％左右的包涵体29 g。 第三部分:将发酵所得包涵体进行变性，由于复性后的MGF极其不稳定，所以先对变性蛋白进行纯化，然后再对MGF复性。研究证明，凝胶过滤层析和离子交换层析两步纯化相结合，可得到电泳纯的MGF蛋白。对不同的复性方法进行比较，确定复性过程中的各种重要条件，最终获得具有生物活性的MGF蛋白。CCK-8法测定得到的MGF蛋白具有促进体外培养肌细胞C2C12增殖的生物学活性。