北京白癜风主治医院哪里好 http://m.39.net/pf/a_4585824.html来自美国俄亥俄州立大学的研究人员在年4月的《BiotechnologyProgress》杂志发表了题为“TangentialFlowFiltrationofHaptoglobin”的文章。文中,研究人员以人FractionIV(FIV)作为起始物料,使用切向流过滤(TFF),从血浆蛋白质中分离聚合性结合珠蛋白(Hp)。从FIV浆料悬液中去除不溶性物质后,以0.2μm中空纤维(HF)TFF过滤器对蛋白质混合液进行澄清。澄清的蛋白质溶液使用、和kDHF过滤器,基于蛋白质分子量(MW),进行分馏。使用未处理的FIV时,主馏分中Hp纯度为~75%,即从gFIV浆料开始,可获得总Hb结合载量(HbBC)产量1.2g。但如使用气相二氧化硅对FIV进行预处理,以去除脂蛋白后,Hp纯度可提高到95%,每gFIV的HbBC产量为1.7g。总结来说,研究为从血浆蛋白中纯化Hp,提供了一种新的、可放大的方法。本文为原文内容简介,详细内容,请参考原文。
简介
结合珠蛋白是一种α-2糖蛋白,主要负责清除无细胞血红蛋白(Hb)。尽管存在于哺乳动物的大多数体液中,但其在血浆中的浓度通常为0.5–3mg/mL。结合至血浆中的无细胞血红蛋白后,Hb-Hp蛋白质复合物被CD+巨噬细胞和单核细胞清除,以去除有*性的无细胞Hb。无细胞Hb*性源于多方面的因素,包括Hb外逸进入组织空间,引发氧化组织损伤,一氧化氮(NO)清除以及游离血红素的释放。这些因素会导致急性和慢性血管疾病、炎症、血栓形成和肾损伤。结合至Hp后,Hb-Hp复合物较大的尺寸可防止Hb外逸进入组织空间,从降低NO清除以及血管收缩。此外,Hp结合至Hb,可防止血红素从Hb释放,并降低Hb诱导的氧化损伤和炎症。出于这些原因,Hp在日本被用作治疗药物,并被研究用于治疗各种溶血性疾病。然而,此类治疗方案的临床转化依赖于从人血浆大规模纯化Hp方法的建立。因此,将这种蛋白质有效地开发用于溶血性疾病的治疗,新的Hp纯化策略必不可少。
Hp是由αβ二聚体组成的多态蛋白,其中β多肽链由同一基因编码,而α链由Hp1或Hp2共显性等位基因编码。这些基因导致在人体中存在三种主要的Hp表型:Hp1-1、Hp2-1以及Hp2-2。α和β链通过二硫键结合,β、α-1和α-2的分子量分别约为36、9和18kD。α链结构的差异导致了四聚体Hp1-1物质的形成(两个二硫键结合的αβ异二聚体二硫键结合通过α-1链),其中Hp1同型结合体分子量约为89kD,以及异型结合体(Hp2-1)或Hp2同型结合体(Hp2-2)形式的更高阶的Hp聚合物,异型结合体产生Hp2-1,一种平均MW约为kD的线性Hp聚合物,高可达约kD。最后,Hp2同型结合体产生Hp2-2,其是Hp的一种环状聚合物,平均MW约为kD,范围为-kD。所有类型的Hp可通过一种几乎不可逆的反应,结合Hb,Kd范围为10-12–10-15M。此外,之前的研究显示,在Hb清除方面,Hp表型间无显著的差别。非共价连接主要发生在Hp的β链和Hb的β珠蛋白之间,每种αβ二聚体的理论摩尔化学计量为1:1。由于不同表型间Hp的MW不同,质量化学计量不一致,Hp1-1:Hb约为1.3:1质量结合比,Hp2-2:Hb约为1.6:1质量结合比。
另一种Hb结合物质是结合珠蛋白相关蛋白质(Hpr)。Hpr由比Hp1-1小的α和β链组成,主要为单αβ二聚体,但是可形成聚合物。Hpr与Hp1基因有90%的序列一致性,可高亲和性地结合至Hb。但与Hp不同的是,Hpr中的α链不会通过二硫键共价结合至其它α链而形成αβ聚合物,所以一般认为Hpr聚合物通过非共价反应连接。Hpr的生理作用与正常Hp不同,因为Hpr不结合至CD受体,且在溶血状态时,不会增加表达。相反,Hpr会与高密度脂蛋白形成复合物,在人体中形成针对锥虫病的免疫力。
鉴于Hp清除Hb的功能,其可在以溶血状态为特征的疾病(如溶血性贫血、大量输血等)中作为治疗药物。在此类状态中,红细胞(RBC)破裂,释放无细胞Hb,其可清除NO,导致血管收缩以及自由基和活性氧的形成,后者可导致周围组织氧化损伤。在日本,Hp的临床应用在针对烧伤的治疗中已经显示出了积极的结果,且可在外科手术中作为预防性措施,如体外循环心脏搭桥。除了常见的溶血性疾病外,Hp的其它应用包括治疗脓*性休克、用作抗炎药以及用于储存RBC的脱*。此外,Hp还可以与RBC或基于Hb的氧载体(HBOC)一同使用,以预防和治疗无细胞Hb相关的副作用。总体来说,Hp可用于体循环中、在不同条件下存在、添加或诱导的无细胞Hb的脱*。
由此可见,Hp在生物医学领域具有广阔的应用前景。但是,Hp的广泛使用需要可放大且高效的生产方法,以提供治疗所需的较大剂量。目前的Hp生产方法包括使用Hb-亲和层析、疏水作用层析、阴离子交换层析或重组Hp表达。层析通常收率降低,且受限于层析柱的蛋白质结合载量。此外,亲和层析可能需要使用严苛的解离条件,以从层析基质释放Hp。最后,重组Hp需要蛋白水解酶的共表达,相比血浆来源的Hp,其可能具有不同的糖基化模式,且不容易规模放大。
本文介绍一种基于切向流过滤(TFF)的Hp生产方法,其可为从血浆馏分生产Hp提供一种简单、可放大且经济高效的方法。本研究使用的血浆馏分由通过Kistler和Nitschmann的改良Cohn工艺获得的CohnFractionIV组成。已知该馏分含有来自血浆的高MWHp(Hp2-2和Hp2-1)。低MWHp(较小的Hp2-1聚合物和Hp1-1)主要存在于CohnFractionV中。所以,CohnFractionIV中较宽的Hp聚合物MW分布有利于从其它血清蛋白(基本低于kD)中,对Hp进行基于粒径的分离。
在本研究中,开发了两种用于分离Hp的方法。第一种不使用可结合至脂蛋白的气相二氧化硅(FS),而第二种方法使用FS,以去除脂蛋白,促进TFF分离。本文主要