Nature子刊：蜘蛛丝里提炼救命药物

膜蛋白纯化方法新突破

　　

最近《Nature Communications》杂志报道，瑞典的一队研究人员利用合成生物学手段，成功合成了可用于早产儿护理的肺表面活性剂（lung surfactant）。

生物通报道：蛛丝蛋白是一种特殊的纤维蛋白，具有高强的力学特性。现今蛛丝蛋白的主要制备方法是利用蜘蛛丝腺cDNA文库中克隆蛛丝蛋白基因，通过基因工程手段生产。

瑞典Karolinska研究所的科学家们发现蜘蛛生产这些高粘稠的蛛丝蛋白时，会将具有聚集倾向的蛋白区域隔绝成胶束结构，而蛋白的可溶性N-末端结构域（NT）则构成了这些胶束结构的外壳。

膜蛋白是许多特效药物的靶点，但是通过基因重组手段很难生产这些具有聚集倾向的蛋白质。

因此，Karolinska研究所神经生物学、护理学和社会学教授Jan Johansson课题组猜测，将膜蛋白与NT融合是否也能使其他蛋白质增溶？于是，他们设计了一种NT结构域的电荷反转突变物（NT*），降低了它的pH值敏感度，化学性质相对于野生型更加稳定。在大肠杆菌内表达膜蛋白-NT*融合蛋白，发现这种可溶性膜蛋白的稳定度是携带其他常规纯化标签的8倍。

1970s，Karolinska研究所的科学家们率先发明了如今全球使用最广的早产婴儿肺部保护剂固尔苏（Curosurf）。该药物是由猪的肺组织蛋白分离而成，分离方法复杂，造价昂贵，并且还存在潜在的不安全因素。几十年后的今天，Karolinska研究所得科学家们又成功开发出了更便宜、更容易生产、且更安全的人工合成替代药物。

无需层析匀化，NT*标签让跨膜肽的纯化制备变得易如反掌。从而，使低成本的肺表面活性剂的人工生产成为了可能。

研究人员还将他们合成的肺表面活性剂与目前市场上的生物类似物进行了比较，发现它同样有效地降低了新生儿呼吸系统疾病动物模型的肺表面张力。

在不久的将来，这种更简单，更便宜的方法将促进更多可用于肺部疾病治疗的肺表面活性剂的生产，同时，也有望生产其他生物合成药物。

这项纯化技术的开发，为许多难以重组生产的蛋白质们辟出了一条新路。今后科研人员们可以把该标签与不同的蛋白候选药物连接，然后利用细菌生产这些蛋白质。索取赛默飞 Mem-PER Plus膜蛋白提取试剂盒详细技术资料看它如何高效富集内在膜蛋白和相关蛋白。

原文标题：Efficient protein production inspired by how spiders make silk