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抗氧化剂提高了蛋白质生产植物的产量

在植物中生产高价值的药物蛋白质(有时称为“分子药物”)具有优于其他一些制造方法的优势,尤其是低成本和易于扩大生产以满足需求的优势。但是在植物中表达大量的“外来”蛋白质有时也会导致问题,例如脱水和叶片中的细胞过早死亡。

现在,筑波大学的三浦贤治教授领导的一个研究小组发现,在叶片上喷洒高浓度的抗氧化剂抗坏血酸(维生素C)可以使蛋白质产量提高三倍甚至更多。他们最近在《植物生理学》上发表了他们的发现。

该小组与烟草的近亲一起工作,该烟草是本特尼姆烟草,因为该植物在温室中生长良好,并且相对容易引入外源基因,因此被广泛用于此类应用。研究人员通过一种称为农业渗透的过程诱导了叶片产生新的蛋白质:向叶片中注入一种名为农杆菌的细菌,该细菌将编码目的蛋白质的DNA导入植物细胞。叶细胞对DNA进行解码,并使用它来制造新的蛋白质。

尽管某些外来蛋白质几乎不会给植物细胞带来问题,但其他一些外来蛋白质却可能导致副作用,这似乎是由过量的有害活性氧造成的。使用抗坏血酸作为抗氧化剂可以抵消有害影响,并可以显着提高蛋白质的生产率。

Miura教授说:“我们用几种不同类型的蛋白质测试了该方法。”“我们使用了绿色荧光蛋白(实验室中的常用工具)和两种人类蛋白,分别称为Cul1和F-box蛋白。用抗坏血酸喷洒叶子会产生令人惊讶的巨大差异,但前提是我们使用了高浓度的抗氧化剂似乎抗坏血酸可以防止细胞死亡并减少外来蛋白质的分解,因此收率更高。”

该团队继续成功地生产了抗体蛋白的重链和轻链。他们表明,叶片中产生的链正确组装成功能性抗体(包含两条重链和两条轻链),而抗坏血酸不会干扰其免疫特性。

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