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人类的载脂蛋白A5(apolipoproteinA5,APOA5)是一个新近发现的载脂蛋白家族成员。它在血浆中的含量比其他载脂蛋白低1-2个数量级,但能显著影响血浆三酰甘油水平,对血脂代谢具有重要意义,可以作为降血脂药物治疗中一个强有力的潜在靶标。
由于APOA5在血浆中含量低,直接从血浆中分离纯化很困难,国内一直没有报道简易可靠的纯化方法。为进一步研究APOA5的生物学特性,探讨其与TG代谢中的其它关键成分之间的相互关系,揭示其在脂类代谢相关疾病中的重要地位,必须有大量的蛋白和抗体用于基础研究。因此本研究首先利用基因工程技术,诱导表达纯化APOA5蛋白,免疫动物制备多克隆抗体,为进一步研究人肝脏细胞中APOA5的相互作用蛋白,研究APOA5蛋白在肝脏细胞中的功能奠定基础。
为了深入研究APOA5在肝脏中如何行使功能,我们采用细菌双杂交技术寻找与APOA5相互作用的蛋白因子。并采用Pull-own技术,免疫荧光及免疫共沉淀技术进一步确证其在体外和体内的相互作用关系,为进一步阐明APOA5在体内的生理功能提供了新的线索。
第一部分APOA5基因的克隆、原核表达、纯化及其多克隆抗体的制备本研究首先应用基因克隆技术,从人肝癌细胞系SMMC-7721的cDNA中扩增出1.1kb的ApoA5基因全长序列。然后将其克隆至表达载体pThioHisD,构建原核表达载体pTH-APOA5。该重组质粒转化至大肠杆菌BL21(DE3),成功实现人APOA5融合蛋白在大肠杆菌中的表达。经发酵得到高效表达的融合蛋白。
融合蛋白在IPGT诱导下以包涵体的形式大量表达。利用融合蛋白上的一段组氨酸序列,用镍离子亲和柱进行纯化和复性后,获得较高纯度的人APOA5融合蛋白。利用该融合蛋白免疫新西兰大耳白兔,获得了高效价的兔抗人APOA5多克隆抗体,WesternBlot结果显示此多克隆抗体与APOA5特异性结合。
第二部分细菌双杂交筛选与APOA5相互作用的蛋白本实验首先构建了pBT-APOA5重组质粒,经双酶切、PCR和测序鉴定证明重组诱饵质粒构建成功,并进行了表达、自激活鉴定。WesternBlot鉴定证实报告菌株中表达了分子量为68kD左右的重组融合蛋白,与预测的分子量APOA5(41kD)/lamdacI(27kD)一致。自激活实验证明诱饵蛋白不能单独激活报告基因,可用于筛选人肝脏cDNA文库。经过双重抗性筛选和回复筛选,分离出10个阳性克隆。对结果进行生物信息学分析,得到7个与APOA5相互作用的蛋白,其中BI1为细胞凋亡调节因子;ATP6、CYTB、ND2、COX-1为线粒体表达蛋白;ALB、TTR为血清蛋白。
第三部分APOA5与BI1相互作用的确证首先构建了BI1的原核表达载体pGEX-5X-3-BI1,利用Pull-down实验检测了APOA5与BI1在体外具有相互作用。然后构建了BI1的真核表达载体pCDNA3.1-HA-BI1和APOA5的真核表达载体pCDNA3.1-APOA5,并验证其表达。通过免疫荧光细胞内共定位研究发现,靶蛋白APOA5主要分布于胞浆,与BI1在HEK293细胞有共定位,即APOA5与BI1存在相互作用的可能。最后利用免疫共沉淀手段,在HEK293细胞中确证了靶蛋白APOA5与BI1在体内的相互作用。上述研究结果,为深入研究APOA5在体内的生物学功能提供了新的思路。