March 30th, 2022
His-tag纯化,透析和活化用于提高细菌中可溶性活性基质金属蛋白酶-3催化结构域蛋白表达的产量。蛋白质级分通过SDS-PAGE凝胶进行分析。
该详细方案描述了一种高效且具有成本效益的细菌表达方法,用于大肠杆菌中的重组MMP-3催化结构域,可应用于其他MMP治疗靶点。大肠杆菌缺乏复杂的蛋白质折叠和翻译后处理系统。该方法使用R2DP细胞株来增强大肠杆菌中的真核蛋白表达。
特定MMP的过度生产会导致多种疾病,如癌症,心血管和神经退行性疾病。活性可溶性MMP是开发MMP抑制疗法所必需的。在37摄氏度下,将来自LB氨苄西林氯霉素耐药板的单个分离的pET His-tag pro MMP-3催化结构域转化剂接种在5毫升LB氨苄西林氯霉素耐药培养基中。
从每种培养物中保存等分试样并制备40%甘油储备。用过夜培养物将含有500毫升LB氨苄西林耐氯霉素培养基的一升烧瓶接种至光学密度为0.05至0.1的600纳米。在多个时间点测量600纳米处的光密度,通常持续三到四个小时,直到它落在0.4和0.6之间。
用一摩尔IPTG储备诱导培养物至终浓度为1毫摩尔。在37度的摇床中再孵育三到四个小时。将细胞在250毫升锥形瓶中以13, 000 G和4摄氏度离心10分钟,重复直到培养物完全沉淀。
每克沉淀加入三毫升裂解缓冲液,并通过涡旋或移液重悬沉淀。每升培养物加入1.25毫升重量为10%体积的脱氧胆酸钠。每升培养物加入10微升DNA酶I。
在室温下以150 RPM振荡30分钟。在13, 000 G和4摄氏度下离心10分钟。丢弃上清液。
通过上下移液将沉淀重悬在每升培养物100毫升的包涵体缓冲液中。在超声处理过程中将样品放在冰上,以防止过热。对每个样品进行超声处理,共六个周期,每次15秒,输出5次,脉冲50%。
将样品在13, 000 G和4摄氏度下离心10分钟。检查颗粒。如果沉淀是紧凑的,则丢弃上清液。
从一升培养物和五毫升增溶缓冲液中重悬每个沉淀。在冰上孵育至少30分钟,以使蛋白质溶解。将细胞在4摄氏度的13, 000倍G下离心10分钟。
如果沉淀在离心后形成,则将上清液倒入单独的50毫升锥形管中。通过上下移液,将沉淀重悬在每一升培养物的另外五毫升增溶缓冲液中。在13, 000 G和4摄氏度下离心10分钟。
接下来,拉动上清液。丢弃颗粒或将其储存在零下80摄氏度以进行额外的超声处理。对照HT洗涤缓冲液空白,并记录第一个洗涤馏分的A280。
对其他分数重复上述步骤,直到 A280 接近基线。通过加入5毫升HT洗脱缓冲液立即洗脱His标记的蛋白质。在标有HT洗脱的微量离心管中以0.5至1毫升级分收集流出物。
测量洗脱分数的A280。如果A280大于每毫升0.3毫克,则用HT平衡缓冲液稀释馏分。将洗脱的MMP级分浸没在透析管中,放入一升透析缓冲液中,并在四摄氏度下在磁搅拌下搅拌管及其内容物至少八小时。
转移到一升透析缓冲液二中,并在四摄氏度下用磁搅拌搅拌器搅拌管子及其内容物至少八小时。接下来,转移到一升透析缓冲液三中,并在四摄氏度下用磁搅拌搅拌器搅拌管子及其内容物不少于八小时。将样品转移到适当的容器中,并将其标记为拨号MMP。
检查试管是否有任何沉淀物。每毫升1毫升等分试样每毫升1毫克,加入50微升20毫摩尔APMA,达到1毫摩尔的最终APMA浓度。如果形成沉淀物,请在4摄氏度下以最大速度离心10分钟。
将上清液储存在标有活化MMP的1.5毫升微量离心管中。将沉淀物丢弃到标有APMA废物的容器中。运行SDS-PAGE以比较来自R2DP细胞中BL21 DE3细胞的His-tag pro MMP-3催化结构域的His-tag纯化洗脱组分。
在R2DP细胞中,His标记的MMP催化结构域和BL21 DE3细胞的前八个洗脱组分显示出比His标记的MMP催化结构域中的蛋白质少的蛋白质。显示了MMP3 CD和R2DP细胞的诱导,重折叠,浓缩,活化和脱盐部分。激活后,激活的MMP-3 CD条带的分子量约为20千道尔顿,而His标记的酶原仍保持在30千道尔顿左右。
当离心细胞裂解物时,沉淀可能不紧凑。发生这种情况时,超声处理更多,离心时间更长。当重新浓缩蛋白质时,可能会发生沉淀。
将其溶解在增溶缓冲液中并重复该过程。这里描述的程序为活性人MMPs的可溶性表达提供了详细的方法,最终可用于了解MMP酶活性的分子机制。可以对纯化的MMP蛋白进行替代蛋白质纯化方法,例如FPLC。
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本协议概述了一种在大肠杆菌中表达重组MMP-3催化域的高效方法,利用R2DP细胞株以提高蛋白质产量。该过程包括His标签纯化、透析和激活,以获得适合治疗应用的可溶性、活性蛋白质。
This protocol enables cost-effective, high-yield production of active human MMP-3 catalytic domain in E. coli, addressing a key bottleneck in target validation for MMP-related therapeutics. By improving soluble expression and purification yields, it supports early-stage hypothesis testing and mechanistic de-risking in oncology, neurodegenerative, and cardiovascular drug discovery programs. The method enhances portfolio readiness by providing reliable access to bioactive protein for inhibitor screening and assay development.
The method fits within the early discovery continuum, enabling target validation through recombinant protein production, which informs lead identification and preclinical evaluation of MMP inhibitors.