[发明专利]一种基于氨基酸特异性识别实现蛋白质分离纯化的方法

说明书

本发明提供了一种用于实现蛋白质分离纯化的肽链标签，其带有特定氨基酸。本发明还提供了一种水溶性高分子聚合物，其分子中具有谷氨酰胺单元结构。本发明还提供了一种基于氨基酸特异性识别实现蛋白质分离纯化方法，其以大肠杆菌为宿主细胞表达带有上述特定氨基酸肽链标签的蛋白；利用谷氨酰胺转氨酶对赖氨酸的伯胺基团和谷氨酰胺的酰胺基团有特异性识别交联的功能，实现带有肽链标签的蛋白与水溶性高分子聚合物的特异性识别交联形成缀合物；利用凝血酶对特定序列的识别与切割，实现对缀合物的切割，完成蛋白质的分离纯化。本发明利用谷氨酰胺转氨酶和凝血酶对氨基酸特异性识别的方法，将为蛋白质纯化分离等方面提供基础，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，一种基于氨基酸特异性识别实现蛋白质纯化分离的方法。

背景技术

目前蛋白质纯化分离的方法有膜分离、盐溶盐析、等电点沉淀法、凝胶过滤、选择性吸附分离、亲和层析。目前用的较多的方法是镍柱亲和层析。镍柱亲和层析的原理是镍离子可以与带有组氨酸标签的蛋白质结合，而无组氨酸标签的蛋白质不会与镍离子结合，从而会从柱子底端流出。通过梯度洗脱，咪唑竞争性结合到镍离子上，使得目的蛋白被洗脱。在采用镍柱纯化的过程中，可能由于样品或者洗脱的问题，使得纯化后的蛋白溶液中仍然带有部分杂蛋白。

因此，目前存在的问题是要研究开发一种在不影响蛋白质活性的情况下对蛋白质进行分离纯化的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种用于实现蛋白质分离纯化的肽链标签，以及一种水溶性高分子聚合物，所述肽链标签带有特定氨基酸，将该肽链标签的脱氧核糖核苷酸序列插入蛋白基因经表达后所获得的带有该肽链标签的蛋白能够利用谷氨酰胺转氨酶实现蛋白质与所述水溶性高分子聚合物交联，同时使得凝血酶能识别聚合物-蛋白质缀合物，并将蛋白质从缀合物中切割下来。

本发明还提供了一种上述肽链标签进行蛋白质纯化分离的方法，该方法将上述带有特定氨基酸的肽链标签的基因插入蛋白基因进行表达培养，所获得的带有该肽链标签的蛋白利用谷氨酰胺转氨酶实现蛋白质与上述水溶性高分子聚合物的交联形成聚合物-蛋白质缀合物，再利用凝血酶特异性地将蛋白质从缀合物中切割下来，实现蛋白质的纯化分离，同时能保证蛋白质的活性无明显损失。

为此，本发明第一方面提供了一种用于分离纯化蛋白质的肽链标签，其肽链长度为11个氨基酸，肽链中带有一个赖氨酸，其氨基酸序列如Sequence No.1所示。

根据本发明，在所述肽链中，赖氨酸的位点靠近N端。

在本发明的一些实施例中，所述肽链的脱氧核糖核苷酸序列如Sequence No.2所示。

本发明第二方面提供了一种用于实现蛋白质分离纯化的水溶性高分子聚合物，其分子中带有与谷氨酰胺相似的结构，并且其能够通过本发明第一方面所述的肽链标签与蛋白质形成缀合结构。

在本发明的一些具体实施例中，所述水溶性高分子聚合物的分子中带有谷氨酰胺单元结构。

本发明第三方面提供了一种如第一方面所述的肽链标签进行蛋白质分离纯化的方法，其包括：

步骤K，将肽链标签的脱氧核糖核苷酸序列插入蛋白质基因片段5’端，获得带有肽链标签的脱氧核糖核苷酸序列的蛋白质基因片段；

步骤L，表达带有肽链标签的脱氧核糖核苷酸序列的蛋白质基因片段，获得带有肽链标签的蛋白质；

步骤M，在谷氨酰胺转氨酶(TGase)存在条件下对带有肽链标签的蛋白质与水溶性高分子聚合物进行交联形成水溶性高分子聚合物-蛋白质缀合物，并通过超滤除去杂蛋白；

步骤N，在凝血酶存在条件下对水溶性高分子聚合物-蛋白质缀合物进行切割，获得纯蛋白质；

其中，所述水溶性高分子聚合物为本发明第二方面所述的水溶性高分子聚合物。