融合蛋白的結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹
構(gòu)建融合蛋白的基本方法是將具有特定功能的天然或人工編碼的多肽序列模塊化,并使用基因編碼的DNA序列模板合成,隨后將第1個蛋白的終止密碼子刪除,再接上帶有終止密碼子的第2個蛋白基因,以實現(xiàn)兩個基因的共同表達(dá)。通過控制每一個功能肽模塊在整體蛋白材料中的確切位置和密度,人們便能夠根據(jù)實際需要改變?nèi)诤系鞍椎慕M成。
融合蛋白的設(shè)計大致分為基于重復(fù)結(jié)構(gòu)、基于生長因子以及基于細(xì)胞粘附分子3類。第1類融合蛋白中最典型的是來源于彈性蛋白( Elastin-Like Polymers,ELPs) 及絲素蛋白( Silk-Like Polymers,SLPs) 的融合蛋白。ELPs 是一種由數(shù)個重復(fù)的氨基酸序列組成的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白,由兩種短肽段交替排列構(gòu)成,主要包括VPGZG、VPGVG、APGVGV、VPGFGCGAG以及VPGG 等5 種。最著名的當(dāng)屬VPGZG融合蛋白( Z可換為除了脯氨酸外任意氨基酸) 。重復(fù)的VPGVG 序列能夠使融合蛋白具有溫敏特性,將溫敏性ELP 與化學(xué)、酶、物理等多種交聯(lián)方式的水凝膠結(jié)合起來能夠衍生出多種應(yīng)用方式。ELPs 主要由甘氨酸、丙氨酸和絲氨酸組成,極易形成反向平行的β -折疊片層結(jié)構(gòu),具有多樣側(cè)鏈化學(xué)修飾位點,良好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能,在生物醫(yī)學(xué)上常用作手術(shù)縫合線,人工皮膚及軟骨修復(fù)材料。對于此類融合蛋白,只需通過調(diào)節(jié)其氨基酸序列和分子鏈長度,便能夠精確控制其對溫度、pH、離子強度的響應(yīng)敏感性,從而實現(xiàn)可逆的溶解轉(zhuǎn)變。