导读
蛋白质折叠是一种生物物理过程,使蛋白质形成特定三维结构,其氨基酸序列决定最终结构。重组蛋白生产中常遇问题包括蛋白水解、折叠错误、包涵体形成及蛋白聚集,导致结构异常。为解决这些问题,目前已开发多种策略,其中高通量筛选不同折叠条件为有效方法。分子伴侣作为高度保守的蛋白质,可以通过保护折叠蛋白免受其他可能干扰折叠过程的蛋白质影响,促进正确折叠。正确折叠是翻译后修饰的前提,翻译后修饰对蛋白质结构、功能和活性至关重要,错误修饰可能导致不良后果。
接下来,本文探讨重组蛋白表达的关键方面,强调了这些蛋白质的相关性,指出了生产重组蛋白和重折叠过程中主要问题,并提出了解决方案,同时概述了翻译后修饰的生物意义及鉴定方法,有望阐明重组蛋白表达中的挑战。
一、重组蛋白的表达
二、重组蛋白折叠问题与解决方法
表1重折叠缓冲液优化的因素
三、分子伴侣的作用
图1 Hsp90与固有无序蛋白的复合体
结构及其动态相互作用机制
四、蛋白质质量控制系统
如果重组基因的表达量较低,可能是由于mRNA稳定性差、5'mRNA端出现二级结构、密码子稀缺以及Shine-Dalgarno序列弱等因素导致的。细胞对错误折叠蛋白质的反应是首先去除这些不正确的折叠。蛋白质质量控制系统已经发展到保护细胞免受翻译过程中不需要的产物和受损蛋白质的侵害。蛋白质质量控制系统的作用是通过与受损多肽链结合来控制折叠和抵消聚集,以消除错误折叠的单体和错误折叠的蛋白质,从而导致错误折叠蛋白质的积累。此外,错误折叠蛋白质滴度的增加可能会阻碍蛋白质降解系统,并最终导致整个细胞的破坏[4]。
图2 蛋白质质量控制系统
五、蛋白质翻译后修饰
图3 不同类型的翻译后修饰
六、翻译后修饰的诊断和鉴定方法
表2 重组蛋白修饰类型鉴定方法
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参考文献
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