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利用FPLC分析转基因小型猪血浆脂蛋白

魏静元*,刘成雁,王志嘉

(辽宁省标准化体系建设工程技术研究中心辽宁省分析科学研究院,沈阳 100015)

载脂蛋白CⅢ(Apolipoprotein CⅢ,ApoCⅢ)是一种低分子水溶性蛋白质,79个氨基酸残基,单链多肽,分子量为8.7~8.8kD,主要分布在血浆高密度脂蛋白(HDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)和乳糜微粒(CM)中。ApoCⅢ抑制脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)[1-4],但没有证据显示它们之间存在直接结合[5] 。我们应用核移植[6]等技术,获得了人ApoCⅢ(hApoCⅢ)转基因克隆小型猪[7]。hApoCⅢ转基因克隆猪由于过表达了人的ApoCⅢ蛋白,其脂蛋白构成发生了变化,由此也带来了一些生理功能方面的改变,本文对此进行了分析和探讨。

FPLC全称为快速蛋白液相色谱其原理与高效液相色谱理论类似,利用不同的色谱柱(疏水、离子交换、凝胶、亲和、反相等),将所需的蛋白质[8,9]、多肽[10]及多核苷酸[11]或要去除的杂蛋白从样品中分离出来。

FPLC不但保持了HPLC的快速、高分辨率等特性,而且还具有柱容量大、回收效率高及不易使生物大分子失活等特性;因此在近年来在分离蛋白质、多肽及寡核苷酸等方面得到了广泛应用。

1 材料

1.1 实验动物

hApoCⅢ转基因克隆猪。

1.2 主要仪器和材料

快速蛋白液相色谱仪(AKTA explore10),Superdex 200TM 10 /30 GL型凝胶过滤柱,Milli-Q纯水机,0.22μm Millipore滤膜。离心机(CF16RXII,日立)。

乙腈为色谱纯,其他为分析纯。

流动相:乙腈-水(体积比1 : 1),流速为1.0ml/min。检测波长为360nm,柱温25℃,进样量为20μl。

2 方法

2.1 FPLC(快速蛋白液相色谱)分析

小型猪血浆200µl,经0.22µm滤器过滤后上样,以500µl/min的速度自动收集所分离的组分,每个组分500µl,共收集35个组分。

2.2 VLDL的SDS-PAGE

分别采集转基因和非转基因小型猪血浆各5ml,缓慢加至含有5ml生理盐水的10ml离心管底部,各离心管称重配平,10℃、3.8×104r/min超速离心18h,离心结束后小心移取上层VLDL进行脱脂。聚丙烯酰胺梯度凝胶4%~18%,调整上样量,使甘油三酯等量。

3 结果

3.1 FPLC分析

在FPLC脂蛋白分析中,hApoCⅢ转基因小型猪血浆极低密度脂蛋白(VLDL)颗粒较非转基因小型猪显著增高[图1(b)],但是胆固醇两者没有显著差异[图1(a)]。

图1 血浆脂蛋白组分FPLC分析

(a)血浆胆固醇脂蛋白差异;(b)血浆甘油三酯脂蛋白差异

3.2 VLDL的分离

VLDL的SDS-PAGE分离电泳如图2所示,hApoCⅢ转基因小型猪血浆的ApoCⅢ表达量明显比非转基因猪多,但是两者的ApoE表达数量近似。

图2 VLDL的SDS-PAGE

1—蛋白彩色标志;2—转基因猪;3—非转基因猪

4 讨论

作为脂蛋白代谢之重要调节剂的ApoCⅢ,与高脂血症和心血管疾病密切相关。本研究中,hApoCⅢ不但在小型的猪肝脏[和小肠进行了表达,而且小型猪VLDL/CM颗粒也显著增高,结果是其血浆甘油三酯的清除造成延迟。此一方面表明ApoCⅢ的过表达抑制了LPL的活性,进而减慢了VLDL/CM的分解,另一方面也显示ApoCⅢ极有可能作为1型糖尿病的一个有效治疗靶点。

FPLC是一种常用的中压液相色谱,由于其快速、简单,很早就用于蛋白质的分离纯化。根据所要纯化的目的蛋白的特性,利用FPLC结合不同的色谱柱分离纯化蛋白质的报道已屡见不鲜。本研究用FPLC分析转基因小型猪血浆脂蛋白,为深入研究提供了可能。

参考文献

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[7] 魏静元, 王歆睿, 孙晶. 分子科学学报: 2014(5): 364-368.

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[11] Westman E, Eriksson S, Laas T. Anal Biochem, 1987, 166(1): 158-171.

基金项目:国家自然科学基金(No. 31172172; No. 31201874; No. 31201761),中国博士后科学基金(No. 2011M500616, No. 2012T50303),辽宁省博士启动基金计划(20121108)