一种高效合成重组人源化胶原蛋白的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及胶原蛋白的合成技术领域，公开了一种高效合成重组人源化胶原蛋白的系统及方法，其方法包括，目标蛋白确认：收集并输入目标胶原蛋白的核苷酸序列；碱提取：将样本块置于含有碱性缓冲液中，然后在室温下搅拌2

【技术实现步骤摘要】
一种高效合成重组人源化胶原蛋白的系统及方法


[0001]本专利技术涉及胶原蛋白的合成
，特别是涉及一种高效合成重组人源化胶原蛋白的系统及方法。

技术介绍

[0002]人源胶原蛋白由三股螺旋结构的多肽链组成，每股链包含超过1000个氨基酸残基，具有高度的稳定性和拉伸强度，使得胶原蛋白能够为人体提供结构支撑和弹性，胶原蛋白还具有水合性和粘附性，能够与其他细胞和基质分子相互作用，参与细胞信号传导和细胞间的相互作用。人源胶原蛋白在医学领域被用于制备医用材料，如人工血管、心脏瓣膜、软骨修复支架等，提供支撑和结构，促进细胞生长和组织再生，有助于受损组织的修复和再生；胶原蛋白还可以作为药物传递的载体，将药物包裹在胶原蛋白纳米颗粒中，帮助药物稳定传递到目标组织或细胞，提高药物的生物利用度和疗效；在组织工程领域，胶原蛋白被用于构建三维生物支架和人工组织，提供细胞黏附的支持结构，促进细胞增殖和组织再生。
[0003]但在人源化胶原蛋白的合成中，主要的经济成本以及难点在目标人源化胶原蛋白的除杂与提纯的阶段，例如提纯前常伴随着其他蛋白质、核酸、多糖、脂类等多种生物大分子，以及无机盐和细胞碎片等杂质，同时，胶原蛋白具有三股螺旋结构，其稳定性在纯化过程中容易受到热、酸、碱等外界条件的影响而失去结构，导致其功能丧失；目标人源化胶原蛋白通常含量较低，而在后续除杂与提纯过程中需要将其浓缩到较高的蛋白质含量，使得纯化的难度增加。
[0004]因此，如何高效合成重组人源化胶原蛋白成为目前最迫切需要解决的问题。

技术实现思路
<br/>[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种高效合成重组人源化胶原蛋白的系统及方法，以解决合成重组人源化胶原蛋白中除杂与提纯难的问题。
[0006]本专利技术的一种高效合成重组人源化胶原蛋白的系统及方法，采用如下技术方案，包括：
[0007]目标蛋白确认：收集并输入目标胶原蛋白的核苷酸序列；
[0008]碱提取：将样本块置于含有碱性缓冲液中，然后在室温下搅拌2
‑
4小时，收集上清液；
[0009]酸沉淀：调节所述上清液的pH至6.0
‑
7.0，添加0.1
‑
0.5M的盐酸酸化，收集沉淀物，所述盐酸酸化时间为2
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16h；
[0010]凝胶过滤：对所述沉淀物进行装柱、洗脱并收集洗脱液，所述洗脱采用pH为7.35
‑
7.45的Tris缓冲液；
[0011]亲和层析：基于所述核苷酸序列中的标签选定树脂类型并进行装柱，以pH为7.35
‑
7.45的PBS缓冲液进行淋洗，得到目标胶原蛋白溶液；
[0012]结果验证：将所述目标胶原蛋白溶液进行冻干，并基于SDS
‑
PAGE检测所述目标胶
原蛋白的分子量。
[0013]优选地，所述碱提取中所述碱性缓冲液为0.1M的NaOH和溶解度为0.5％的NaCl混合溶液。
[0014]优选地，所述酸沉淀中通过0.1M的盐酸调节所述上清液的pH。
[0015]优选地，所述凝胶过滤中，对所述洗脱液在280nm波长下实时监测其紫外吸收光谱，当所述洗脱液的吸光度稳定并重合于基线时，所述凝胶过滤结束。
[0016]优选地，所述淋洗后的所述PBS缓冲液中在280nm波长下的紫外
‑
可见光谱中吸光度停止降低后停止所述淋洗过程。
[0017]另一方面，本专利技术提供了一种高效合成重组人源化胶原蛋白的系统，包括：
[0018]容纳仓、碱液配置罐、酸液配置罐、加水管、流量计、缓冲液罐、第一凝胶柱、第二凝胶柱、采集模块、冻干机、SDS
‑
PAGE检测模块与处理模块；
[0019]所述容纳仓用于存储所述样本块，所述碱液配置罐与所述酸液配置罐内分别储存0.1M的NaOH溶液与0.5M的盐酸，并且所述碱液配置罐、所述酸液配置罐与加水管分别与所述容纳仓连通，所述流量计用于检测所述碱液配置罐、所述酸液配置罐、所述缓冲液罐与所述加水管的流量，所述第一凝胶柱与容纳仓连通，所述第一凝胶柱与所述第二凝胶柱连通，所述冻干机与所述第二凝胶柱连通；
[0020]所述SDS
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PAGE检测模块用于检测所述目标胶原蛋白的分子量，所述采集模块用于收集所述流量计数据，所述处理模块用于根据吸光度判断是否进入下一步骤与所述酸沉淀的溶液浓度配置，所述第一凝胶柱用于所述凝胶过滤步骤，所述第二凝胶柱用于所述亲和层析步骤。
[0021]优选地，还包括：吸光度检测装置与pH检测装置，所述吸光度检测装置分别与所述第一凝胶柱与所述第二凝胶柱连接；所述pH检测装置分别与所述容纳仓、所述第一凝胶柱与所述第二凝胶柱连接并检测所连接装置的pH值。
[0022]优选地，所述处理模块用于根据吸光度判断是否进入下一步骤，包括：所述处理模块预设时间t0，获取所述采集模块记录的第一凝胶柱实时吸光度值A1，并且绘制时间t
‑
实时吸光度值A1的第一凝胶柱吸光度曲线，当所述第一凝胶柱吸光度曲线的A1保持t0时间内不变，则发出结束当前步骤并且将所述洗脱液导入所述第二凝胶柱的指令；当所述第一凝胶柱吸光度曲线的A1在t0时间内存在变化，则无动作指令；
[0023]获取所述采集模块记录的第二凝胶柱实时吸光度值A2，并且绘制时间t
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实时吸光度值A2的第一凝胶柱吸光度曲线，当所述第一凝胶柱吸光度曲线的A1保持t0时间内不变，则发出结束当前步骤并且将所述洗脱液导入所述冻干机的指令。
[0024]优选地，所述处理模块用于所述酸沉淀的溶液浓度配置，具体包括：所述处理模块获取所述上清液的实时pH值P0，若6.0＜P0＜7.0，则添加0.1M的盐酸进行所述盐酸酸化，若P0＞7.0，则添加0.05M的盐酸调节pH直至所述处理模块获取到6.0＜P0＜7.0；
[0025]所述0.05M的盐酸通过0.1M的盐酸与加水管的蒸馏水混合配置而成。
[0026]本专利技术公开了一种高效合成重组人源化胶原蛋白的系统及方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
[0027]通过收集和输入目标胶原蛋白的核苷酸序列，确保选择正确的目标蛋白，避免误操作；调节上清液的pH至6.0
‑
7.0，然后添加0.1
‑
0.5M的盐酸酸化，这样可以使目标胶原蛋
白在酸性条件下沉淀出来，同时避免过度酸化对蛋白质结构的影响；采用pH为7.35
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7.45的Tris缓冲液对沉淀物进行洗脱，保证蛋白质在中性条件下稳定，并且通过在280nm波长下实时监测洗脱液的紫外吸收光谱，可以确定凝胶过滤的终点，避免过滤过度；基于目标胶原蛋白核苷酸序列中的标签选择适当的树脂类型，并使用pH为7.35
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7.45的PBS缓冲液进行淋洗，以高效地纯化目标胶原蛋白；通过将目标胶原蛋白溶液冻干，并基于SDS
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PAGE检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效合成重组人源化胶原蛋白的方法，其特征在于，包括：目标蛋白确认：收集并输入目标胶原蛋白的核苷酸序列；碱提取：将样本块置于含有碱性缓冲液中，然后在室温下搅拌2
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4小时，收集上清液；酸沉淀：调节所述上清液的pH至6.0
‑
7.0，添加0.1
‑
0.5M的盐酸酸化，收集沉淀物，所述盐酸酸化时间为2
‑
16h；凝胶过滤：对所述沉淀物进行装柱、洗脱并收集洗脱液，所述洗脱采用pH为7.35
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7.45的Tris缓冲液；亲和层析：基于所述核苷酸序列中的标签选定树脂类型并进行装柱，以pH为7.35
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7.45的PBS缓冲液进行淋洗，得到目标胶原蛋白溶液；结果验证：将所述目标胶原蛋白溶液进行冻干，并基于SDS
‑
PAGE检测所述目标胶原蛋白的分子量。2.根据权利要求1所述的高效合成重组人源化胶原蛋白的系统，其特征在于，所述碱提取中所述碱性缓冲液为0.1M的NaOH和溶解度为0.5％的NaCl混合溶液。3.根据权利要求1所述的高效合成重组人源化胶原蛋白的系统，其特征在于，所述酸沉淀中通过0.1M的盐酸调节所述上清液的pH。4.根据权利要求1所述的高效合成重组人源化胶原蛋白的系统，其特征在于，所述凝胶过滤中，对所述洗脱液在280nm波长下实时监测其紫外吸收光谱，当所述洗脱液的吸光度稳定并重合于基线时，所述凝胶过滤结束。5.根据权利要求1所述的高效合成重组人源化胶原蛋白的系统，其特征在于，所述淋洗后的所述PBS缓冲液中在280nm波长下的紫外
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可见光谱中吸光度停止降低后停止所述淋洗过程。6.一种高效合成重组人源化胶原蛋白的系统，应用于如权利要求1
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5任一项所述的高效合成重组人源化胶原蛋白的方法中，其特征在于，包括：容纳仓、碱液配置罐、酸液配置罐、加水管、流量计、缓冲液罐、第一凝胶柱、第二凝胶柱、采集模块、冻干机、SDS
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PAGE检测模块与处理模块；所述容纳仓用于存储所述样本块，所述碱液配置罐与所述酸液配置罐内分别储存0.1M的NaOH...

【专利技术属性】
技术研发人员：於建，
申请(专利权)人：中科国康浙江生命科学有限公司，
类型：发明
国别省市：