《真菌疏水蛋白HGFI自組裝分子機制的研究》是依託南開大學，由喬明強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：真菌疏水蛋白HGFI自組裝分子機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：喬明強
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
真菌疏水蛋白是絲狀真菌分泌的一類小分子量蛋白，能在不同界面自組裝成膜並改變所修飾界面的表面性質，已被套用於蛋白純化標籤、生物感測器基底、乳化劑以及組織工程新材料等領域，是一個新興的生物活性納米材料分子。然而，對於真菌疏水蛋白的結構、聚合狀態、自組裝和固定化能力的分子機制了解甚少。本研究擬通過蛋白分子關鍵部分置換和定點突變技術，將II型疏水蛋白HFBI和I型疏水蛋白HGFI中的關鍵環(C3-C4環)進行置換，對HGFI C3-C4環上帶電荷胺基酸進行點突變替換。經過畢赤酵母表達，將分離純化的突變疏水蛋白，進行分子結構與性質的表征和分析；掌握關鍵環對疏水蛋白結構、聚合狀態、自組裝和固定化方面的影響，同時獲得不同等電點的套用範圍更廣的人工疏水蛋白系列，研究其在不同pH值、離子濃度等條件下在固定化基質表面的吸附能力，最終揭示疏水蛋白自組裝機制，為更廣泛的套用奠定理論基礎。
結題摘要
本項目一方面通過分子生物學手段對I型疏水蛋白HGFI和II型疏水蛋白HFBI的C3-C4環進行了置換，並在畢赤酵母中成功表達。將突變體蛋白進行超濾和高效液相分離純化後，分別利用水接觸角、X-射線光電子能譜、原子力顯微鏡、圓二色譜及Thioflavin T（Th T）和Congo red（CR）螢光標記技術對突變蛋白的分子結構與性質進行了表征和分析。證實了經過大段環替換以後，突變體蛋白仍保持了疏水蛋白的在兩相界面自組裝成兩性蛋白膜進而改變界面的親疏水性的性質，I型疏水蛋白rHGFI在空氣-水界面自組裝過程中伴有大量額外的β-片層結構產生，使得其在圓二色譜中的吸收峰向β摺疊區域移動，螢光探針THT吸光值急劇增加以及CR吸收峰出現紅移現象，此外通過原子力顯微鏡觀察發現C3-C4環在I型真菌疏水蛋白rHGFI桿狀結構形成過程中都起了至關重要的作用。另一方面通過基因點突變技術對真菌疏水蛋白HGFI的胺基酸進行了改造，獲得了一系列具有不同等電點的HGFI突變體，並對突變體的乳化，分散，表面修飾等活性進行了檢測。最後，為進一步擴展疏水蛋白的套用範圍，本實驗室構建了四種功能性多肽（TPS、CAG、VEGF、Pediocin）和疏水蛋白HGFI的融合蛋白，並對融合蛋白的性質和生物學功能進行了鑑定，結果表明融合蛋白TPS-HGFI保留了TPS小肽的對內皮祖細胞的特異性吸附活性；融合蛋白CAG-HGFI保留了CAG小肽的固定和吸附內皮化細胞的活性；VEGF-HGFI保留了VEGF促進內皮化細胞HUVEC生長的活性，Pediocin-HGFI保留了片球菌素的抑菌活性，與此同時，這三種融合蛋白同時保留了疏水蛋白HGFI的自組裝和表面修飾活性。真菌疏水蛋白與TPS、CAG、VEGF的融合在人造血管和再生醫學方面有很大的套用潛力，HGFI與Pediocin的融合為疏水蛋白在抗菌材料方面的套用奠定了基礎。融合蛋白的這種一種蛋白兼具兩種蛋白活性的優勢，能極大地拓展真菌疏水蛋白的套用。
