故事

组织和植物物种在植物细胞中转运重组蛋白的影响

重组DNA技术的发展使得利用植物生产生物药品成为可能。与其他生产平台相比,工厂价格低廉,易于扩大规模,而且缺乏人类病原体。此外,因为植物是真核生物,它们可以加工和修饰复杂的人类蛋白质(1、2、3).在此,我们研究了双子叶植物烟草中与植酸酶相同的调控信号下表达的DsRed的命运。

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介绍

n -糖基化是研究最好的翻译后修饰之一,它可能对治疗性糖蛋白的生物活性、靶向性和药代动力学行为有显著影响。低聚甘露糖型(OMT) n -聚糖可以通过c端ER检索信号(H/ KDEL)生产,该信号靶向重组蛋白在ER中积累。

针对裂解或储存液泡的糖蛋白含有少聚糖n -聚糖,而针对细胞外空间的糖蛋白除了含有植物特异性核心和木糖外,还含有末端Glc-NAc残基或进一步延伸,如Lewis一个决定因素(4、5)

虽然内质网靶向通常是首选的,因为它可以导致更高的蛋白质稳定性和产量,但在某些情况下OMT n -聚糖的存在并不总是可取的药物蛋白(6、7).其他报道表明,植物特异性少聚糖是理想的,并已与提高重组蛋白的治疗效率有关[8]

因此,亚细胞靶向和沉积位点已成为药物生产的一个重要考虑因素。本课课组之前的研究表明,一种携带信号肽的重组真菌植酸酶在谷粒胚乳蛋白储存空泡中没有进一步的靶向信号沉积(9、10、11)

图1:DsRed在烟草中的定位。A.荧光显微镜,B, C.电子显微镜,B ', C '。共焦显微镜。A.叶表皮,见外质体中DsRed的积累(箭头)。B, B”。种子胚,细胞壁上有明显信号(cw,箭头)。C, C”。种子胚乳。见外质体内的标记(cw,箭头)和细胞内的一些结构(C ',箭头)。µm (A, B ', C '), 0,25µm (B, C)。

结果与讨论

图1为重组DsRed在烟草细胞中的沉积。重组的DsRed携带一个信号肽,没有进一步的靶向信号,在烟草中组成性表达。在叶片中观察到DsRed荧光在活的有机体内在一个徕卡DM5000(A)种子是在A徕卡SP2共焦显微镜(B, C)。

在电子显微镜下(B, C),小片的烟叶,以及烟叶种子,被固定在4%的多聚甲醛和0,5%戊二醛。样品经乙醇脱水后,在LRWhite树脂中浸润和包埋,并在60℃下聚合2天。用Leica Ultracut UCT获得80 nm的超薄切片,在金栅格上采集,并用飞利浦显微镜观察新兴市场-400电镜下免疫金定位重组DsRed。

叶片表皮细胞外围的荧光(图1A)表明重组DsRed通过营养组织默认途径有效分泌[12],类似于烟草叶片中的其他重组蛋白[13]或者在稻叶里[11].DsRed在烟草胚中也有高效的分泌(图1B, B’),并且可以观察到大量的金探针装饰在胚细胞壁上。在油体或细胞的其他隔间中没有观察到明显的信号(图1B, B’)。在胚乳中,细胞壁内也可以观察到显著的标记,表明蛋白质被分泌(图1C, C’)。然而,在胚乳细胞中可以观察到一些荧光结构(最可能是蛋白质贮藏空泡)(图1C’)。

值得注意的是,烟草的胚乳与谷类种子的胚乳一样,是一种专门用于贮藏食物的短命终端组织,在萌发时将无法存活。谷物淀粉胚乳细胞在发芽时就已经死亡,糊粉细胞在发芽时分泌用于动员储备的水解酶,而双子叶种子的成熟胚乳细胞通常由分泌水解酶的活细胞组成,这些酶可以降解胚乳细胞壁,使胚根出现[14, 15, 16, 17]

我们的结果证实了单子叶和双子叶植物胚乳组织的生理差异。在谷物中,重组植酸酶和重组抗hiv抗体2G12被定向到psv中,而烟草胚乳中DsRed仅被部分保留,上述重组蛋白也有报道[13]

重组蛋白在不同组织和物种中的不同定位导致了不同的糖型[13]因此,当涉及到选择一个平台来生产药品的工厂时,应该考虑到。

参考文献

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  2. 植物分子嫁接用于治疗慢性和传染性疾病。植物生物学年鉴65:743-68(2014)。
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