在现代生物制药和蛋白质工程领域,重组蛋白的高效表达与正确折叠是实现其功能性和稳定性的关键环节。然而,在大肠杆菌等原核系统中表达的许多目标蛋白常以包涵体形式存在,导致其缺乏生物活性。因此,如何从包涵体中高效提取并复性出具有活性的天然蛋白,成为当前研究的重点之一。
近年来,疏水作用层析(Hydrophobic Interaction Chromatography, HIC)作为一种基于蛋白质表面疏水性质差异的分离技术,逐渐被应用于包涵体蛋白的复性过程中。HIC不仅能够有效去除杂质,还能在一定程度上促进蛋白质的正确折叠,从而提高复性效率。
在传统的包涵体复性方法中,通常采用变性剂(如尿素或盐酸胍)溶解包涵体,随后通过透析或稀释法逐步去除变性剂,使蛋白质重新折叠。然而,这一过程往往伴随着聚集、沉淀以及复性率低等问题。为了解决这些问题,研究人员引入了渗透质(osmolytes)作为辅助手段。渗透质是一类小分子有机化合物,如甜菜碱、甘油、脯氨酸等,它们能够在不影响蛋白质结构的前提下,调节溶液的渗透压,从而抑制蛋白聚集,促进正确的折叠路径。
将疏水作用层析与渗透质辅助相结合,可以形成一种协同效应。在HIC过程中,蛋白质的疏水区域会与固定相发生相互作用,随着洗脱条件的变化,蛋白质逐渐释放并进入复性环境。此时,渗透质的存在有助于维持蛋白质的构象稳定性,减少错误折叠和聚集的发生。此外,HIC的温和操作条件也有助于保留蛋白质的活性结构。
本研究通过对不同渗透质种类及浓度的对比实验,探索其在HIC复性过程中的最佳配比,并结合SDS-PAGE、圆二色光谱(CD)和荧光光谱等手段对复性后的蛋白质进行结构表征。结果表明,适当添加渗透质可显著提高包涵体蛋白的复性效率,同时降低聚集程度,提升最终产物的纯度和生物活性。
综上所述,疏水作用层析结合渗透质辅助技术为包涵体蛋白的复性提供了一种高效、可控的新途径,具有广阔的应用前景。未来的研究将进一步优化操作参数,拓展该技术在更多类型蛋白复性中的适用性,推动生物制药工艺的持续进步。