重组rHSA-hFGF21融合蛋白在毕赤酵母中的表达纯化及活性分析

摘要

人成纤维细胞生长因子21 （human fibroblast growth factor 21, hFGF21）已成为改善血糖和脂质代谢的候选药物，但却存在半衰期短和易被体内代谢等缺点，导致靶组织利用率低，限制了其临床应用。本研究通过柔性连接肽（GGGGS）3将hFGF21的N端连接至人血清白蛋白（human serum albumin,HSA）的C端，经过毕赤酵母密码子优化后，将重组基因片段rHSA-hFGF21连入pPIC9k和pPICZαA两种载体，并转化到X33、GS115和SMD1168三种不同酵母菌株中。通过加压筛选得到高表达的X33-pPIC9K-rHSA-hFGF21工程菌株，并优化摇瓶诱导条件如OD值、甲醇浓度和诱导时间进一步提高rHSA-hFGF21的表达效率。培养上清经中空纤维膜切向流技术粗分离、Blue亲和层析和Q离子交换层析纯化获得纯度约98.18%的rHSA-hFGF21蛋白。与hFGF21相比，rHSA-hFGF21具有更好的热稳定性和抗胰蛋白酶降解的能力，其血浆半衰期也延长了约27.6倍；中高浓度条件下rHSA-hFGF21刺激HepG2细胞摄取葡萄糖的能力优于hFGF21；在2型糖尿病动物中rHSA-hFGF21比hFGF21具有更好的长效降糖效果。本研究将为FGF21蛋白的大规模生产奠定基础。