人胞外超氧化物歧化酶（EcSOD）具有保护机体免受活性氧（ROS）的破坏，因此被认为是一种有效的潜在蛋白药物，用于治疗多种临床疾病如动脉粥样硬化、高血压和癌症等。但目前低成本、高效率获得重组EcSOD仍然是项巨大的挑战。

2023年11月27日，国际著名期刊Insect Science (中科院大类1区)在线发表了我中心家蚕种质创制团队研究人员题为：Highly efficient expression of human extracellular superoxide dismutase (rhEcSOD) with ultraviolet-B-induced damage-resistance activity in transgenic silkworm cocoons的研究论文。该研究报告了一种通过家蚕丝腺生物反应器种质素材，生物合成具有抗氧化酶活性EcSOD重组蛋白（rhEcSOD）的方法策略。研究人员首先将rhEcSOD的编码基因整合至家蚕基因组中，创制rhEcSOD家蚕反应器种质素材，发现家蚕丝腺成功合成了四聚体和二聚体形式的rhEcSOD，并分泌至蚕丝中，rhEcSOD在蚕丝中的含量达到9.48±0.21 mg/g。随后，研究人员对蚕丝中的rhEcSOD进行了分离纯化并制定了相应的技术策略，可实现从1克蚕丝中获得3.5±0.5 mg纯度为99.5%的rhEcSOD。研究发现，家蚕丝腺细胞对rhEcSOD具有翻译后修饰能力，在rhEcSOD 的N89氨基酸位点发现了10种不同类型的N-糖基化修饰形式。体外酶活性测定表明，Cu/Zn离子摄入后的rhEcSOD达到4162±293 U/mg。最后，rhEcSOD能有效穿透并积聚在细胞核内，通过抑制C-Jun N-末端激酶（JNK）信号通路关键基因COX-2和Caspase-3，以清除UVB诱导所产生的ROS，减弱细胞凋亡，并维持良好的细胞形态。以上结果表明，家蚕生物反应器种质素材可以成功地生产出具有酶活性和生物活性的抗氧化超氧化物歧化酶，为将来开发rhEcSOD蛋白药物提供了可靠来源和新选择。

作者信息

西南大学副教授，西部（重庆）科学城种质创制大科学中心研究人员王峰为本文的第一作者，西南大学教授，西部（重庆）科学城种质创制大科学中心首席科学家夏庆友为本文的通讯作者。本研究得到国家重点研发计划（2022YFD1201600），重庆市自然科学基金（cstc2020jcyj-cxttX0001,CSTB2022TIAD-KPX0083），重庆市永川区科技局项目（2022yc-yfjg20002）的资助。

原文信息

Feng Wang, Ri-Yuan Wang, De-Bin Zhong, Ping Zhao and Qing-You Xia*. Insect Science (2023) 0, 1–15, DOI 10.1111/1744-7917.13289

论文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1744-7917.13289

供稿人：王峰