人羧肽酶A1、抗精漿單鏈抗體-人羧肽酶A1融合蛋白的表達(dá)及活性測(cè)定.pdf

1、前列腺癌是老年男性最常見惡性腫瘤之一。在美國(guó)，2009年新增192,280個(gè)前列腺癌患者，占男性新發(fā)腫瘤的四分之一。隨著前列腺癌檢出率的提高、人口老齡化及生活習(xí)慣的改變，我國(guó)前列腺癌發(fā)病率逐年增加，已成為中國(guó)男性最為常見的惡性腫瘤之一，其死亡率在男性癌癥死亡率中僅次于膀胱癌和腎癌。中國(guó)民眾和中國(guó)政府越來越關(guān)注前列腺癌的預(yù)防，早期發(fā)現(xiàn)，早期診斷以及早期治療等研究。目前，前列腺癌的治療主要包括手術(shù)治療、內(nèi)分泌治療、放療、化療和生物療法等。但

2、所有這些治療手段都存在其自身局限性。因此，尋找新的治療前列腺癌的方法具有十分重要的意義。
　　1987年提出的ADEPT是一種使化療藥物局限在腫瘤組織內(nèi)活化的治療方案，可以增強(qiáng)藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷效率，降低對(duì)正常組織的毒性作用。達(dá)到該目標(biāo)需具備三個(gè)步驟：首先應(yīng)用針對(duì)腫瘤抗原的特異性抗體作為載體，攜帶前體藥物的專一性活化酶；第二步，血循環(huán)中的抗體-酶復(fù)合物（antibody-enzymecomplex,AEC）需完全清除，只局限于腫

3、瘤部位；第三步，由靜脈給藥的未活化的前體藥物可以區(qū)域特異性地在腫瘤組織內(nèi)被抗體所攜帶的酶轉(zhuǎn)化為活性細(xì)胞毒分子，發(fā)揮對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。
　　本實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用CPA1針對(duì)前列腺癌的ADEPT療法的研究已取得一定的研究進(jìn)展。首次合成了前體藥物氨甲喋呤-α-苯丙氨酸（MTX-α-Phe）和氨甲喋呤-α-精氨酸（MTX-α-Arg）；體外細(xì)胞毒試驗(yàn)表明，MTX-α-Phe經(jīng)CPA1水解轉(zhuǎn)化為MTX，其細(xì)胞毒活性大于前體藥物100倍以上。用抗

4、人精漿蛋白單克隆抗體-CPA交聯(lián)物（E4B7McAb-CPA）進(jìn)行前列腺癌動(dòng)物模型的體內(nèi)試驗(yàn)，抑瘤率達(dá)87.6％，顯示了良好的應(yīng)用前景。本研究組已制備了CPA1全酶、活性中心等各肽段融合蛋白，研究中我們發(fā)現(xiàn)CPA1基因序列較長(zhǎng)，與抗精漿蛋白單鏈抗體構(gòu)建成融合基因后，由于分子量較大，表達(dá)效率低，較難得到具有活性且具備一定量的融合蛋白。而活性中心的分子量較小，約為25KD左右，但活性約為全酶的一半。通過生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)活性中心N-端有一

5、段β-片層結(jié)構(gòu)，C-端有一段α-螺旋結(jié)構(gòu)，遮蔽了活性中心的關(guān)鍵位點(diǎn)，使活性中心的底物結(jié)合位點(diǎn)無法完全暴露，推測(cè)這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域可能會(huì)使活性中心的活性降低。
　　為此，我們?cè)O(shè)計(jì)克隆了去除活性中心N-端65bp和C-端67bp堿基的活性短片段基因。首先進(jìn)行活性中心、活性短片段的體外原核表達(dá)，經(jīng)誘導(dǎo)表達(dá)分別得到了分子量約25KD和20KD的目的蛋白，進(jìn)一步用Westernblot證實(shí)了目的蛋白的成功表達(dá)；應(yīng)用Hippuryl-L-Pheny

6、lalanine法、MTT法和細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)進(jìn)行酶活性的檢測(cè)，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)hCPA1活性短片段具有與活性中心相當(dāng)?shù)幕钚裕⑽慈珙A(yù)期的有所增強(qiáng)。推測(cè)原因，可能是包涵體變性復(fù)性過程所致。為此我們更換表達(dá)載體，應(yīng)用真核表達(dá)載體，轉(zhuǎn)染PC-3細(xì)胞，表達(dá)目的蛋白；RT-PCR、細(xì)胞免疫熒光法檢測(cè)目的蛋白的表達(dá)；最后分別用MTT法和細(xì)胞凋亡測(cè)定表達(dá)產(chǎn)物水解酶活性。對(duì)表達(dá)產(chǎn)物的水解活性測(cè)定顯示：活性短片段和活性中心均具有部分水解活性，且活性短片段的活

7、性要稍高于活性中心；但與scFv連接后在一定程度上影響其水解活性。我們推測(cè)，在實(shí)驗(yàn)過程中我們是應(yīng)用overlap-PCR將scFv的VL直接與酶進(jìn)行連接，兩者可能在一定程度上相互影響自身的結(jié)構(gòu)折疊，而影響了酶的活性。此推測(cè)有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。
　　目前，尚不清楚具有一定酶活性的hCPA1活性短片段是否會(huì)由于滲透性的增強(qiáng)而大量活化前體藥物MTX-α-Phe，從而具有較全長(zhǎng)hCPA1更好的對(duì)實(shí)體瘤的殺傷效率。該hCPA1活性短片段的獲得