[发明专利]表达特定重组蛋白的功能化细菌磁颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学领域和纳米磁珠材料领域，具体是涉及表达 特定重组蛋白的功能化细菌磁颗粒及其制备方法。

背景技术

细菌磁颗粒是趋磁细菌生产的一种磁性纳米颗粒，内核是Fe₃O₄晶 体，外面有一层磷脂生物膜包被，粒径在30-120nm之间。同一种趋磁细 菌生产的细菌磁颗粒粒径大小和晶体晶型基本一致，磁学性质均一，有 天然生物膜包被，具有很好的水溶性质和胶体性质。此外，因为细菌磁 颗粒是生物来源，因此具有较好的生物相容性。细菌磁颗粒膜上带有大 量的氨基基团，可通过化学修饰和双功能偶联剂连接不同的功能大分子， 如抗体，从而具有不同的特殊功能。细菌磁颗粒最独特的地方在于它可 以通过基因工程的方法在细菌磁颗粒膜上表达特殊的蛋白质，功能性的 靶蛋白可以在细菌磁颗粒上展示出来。

重组蛋白A(rProteinA)来源是金黄色葡萄球菌蛋白A (StaphylococcusProteinA，SPA)，SpA是葡球菌胞璧蛋白，具有独 特的生物学活性，它能够与哺乳动物免疫球蛋白IgG的Fc段特异结合。 天然的SPA具有5个同源结构域(A-E)能与IgG结合，但结合强度有差 别，其中的B结构域和IgG的结合力较好。重组蛋白G(rProteinG) 来源是链球菌蛋白G(StreptococcusProteinG，SPG)，SPG是A、C 和G群链球菌的胞璧蛋白，能和人以及多种哺乳动物的IgG以及人血清 白蛋白(HSA)结合。SPG同IgG的亲和力强，结合谱广，SPG分子中的 C结构域负责同IgG的Fc段结合。

现有技术公开了利用偶联剂或交联剂分别将酶、抗体连接在细菌磁 颗粒上，构建磁性复合物，用于固定化酶或检测病原菌等有害物质；这 些方法的构建都是直接将细菌磁颗粒与上述物质偶联，而CN104278048 公开了一种重组质粒，该质粒通过磁螺旋菌野生型菌株MSR-1的基因组 DNA为模板，通过带有(GLy₄Ser)₃Linker的引物扩增得到生物素羧基载体 蛋白基因。现有技术公开的linker的氨基酸序列短，细菌磁颗粒膜蛋白 与不同的抗体或蛋白结合后，会产生两者的空间结构相互影响的技术问 题。

并且重组蛋白A和重组蛋白G最普遍的应用是原核表达后偶联到凝 胶树脂或者磁珠上用作免疫分析及纯化等用途。但现有技术中普遍存在 着重组蛋白与磁珠或磁性颗粒结合形成的颗粒与IgG的结合特异性差， 负载IgG的载量低等技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新的表达特定重组蛋白的功 能化细菌磁颗粒，该功能化细菌磁颗粒通过引入一个较长的多肽链，从 而克服了两种不同蛋白的空间结构相互影响的技术问题，并且制备而成 的功能化细菌磁颗粒与IgG的结合特异性强，负载IgG的载量高。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种表达特定重组蛋白的功能化细菌磁颗粒，该功能化 细菌磁颗粒的结构物质由特定重组蛋白通过多肽链与细菌磁颗粒膜蛋白 融合表达而成；所述多肽链的氨基酸残基为 (Ala_mGlySer)_n(Gly_aSer)_b(GlySerAla_m)_n，m＝2-5，n＝2-5，a＝2-5，b＝3-7。

进一步的改进，所述细菌磁颗粒膜蛋白基因为mamC或mamF。

本发明提供的功能化细菌磁颗粒是由重组趋磁细菌合成，该重组趋 磁细菌是通过如下方法构建而成的：

a)构建细菌磁颗粒膜蛋白基因缺失的趋磁细菌MSR-1突变株；

b)构建功能化细菌磁颗粒膜蛋白融合表达质粒；

c)将功能化细菌磁颗粒融合表达质粒通过接合转入到步骤a制得的 趋磁细菌MSR-1突变株，构建重组趋磁细菌MSR-1。

进一步的改进，述多肽链的氨基酸残基为 (Ala_mGlySer)_n(Gly_aSer)_b(GlySerAla_m)_n，m＝3，n＝3，a＝2-5，b＝3-7。