本發(fā)明屬于生物材料，具體涉及一種在溫和條件下包埋難溶性小分子的鐵蛋白及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、鐵蛋白是一種廣泛存在于生物體中的鐵儲藏蛋白，其在哺乳動物中通常表現(xiàn)為24聚體的形式，各個亞基自組裝成為一個具有中空籠狀結(jié)構(gòu)的球蛋白。鐵蛋白具有良好的水溶性和穩(wěn)定性，在表面分布有八個三重軸通道與六個四重軸通道，可以實現(xiàn)鐵蛋白空腔與外部環(huán)境的物質(zhì)與能量交換。由于鐵蛋白獨特且優(yōu)越的性質(zhì)，其在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域均得到高度關(guān)注，被廣泛應(yīng)用于不穩(wěn)定物質(zhì)或難溶性物質(zhì)的包埋、裝載、保護和靶向遞送等。

2、在使用鐵蛋白對小分子進行裝載時，主要通過兩種方式進行載藥，其中一種是通過直接孵育的方式，使小分子自主擴散到蛋白內(nèi)部空腔實現(xiàn)裝載；另外一種是通過調(diào)整溶液的ph條件至2或12，此時鐵蛋白亞基發(fā)生解聚，24聚體崩解，隨后將溶液ph調(diào)整回中性環(huán)境，亞基會重新組裝為24聚體，在此過程中可以實現(xiàn)對溶液中小分子的捕捉并實現(xiàn)裝載，這也是鐵蛋白載藥的經(jīng)典策略。但是，在此過程中，由于溶液ph條件較為惡劣，會對鐵蛋白亞基以及小分子均造成一定程度的破壞，這將導(dǎo)致原料和客體分子的損失。因此，對鐵蛋白進行改造使其具備在溫和條件下解夠解聚，具有十分重要的現(xiàn)實意義。此前，通過對鐵蛋白的界面修飾或?qū)ζ鋪喕M行部分刪除，可以達實現(xiàn)該效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種在溫和條件下包埋姜黃素的鐵蛋白及其制備方法，實現(xiàn)在ph?4條件下對姜黃素的包埋，為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

2、本發(fā)明提供了一種能夠在溫和條件下包埋姜黃素的重組蛋白hlf及其制備方法，所述hlf的氨基酸序列包括seq?id?no.1所示的氨基酸序列(包括兩種亞基)：

3、

4、本發(fā)明優(yōu)選以來源于人的異聚體鐵蛋白(human?heteropolymer?ferritin，geneid：2512；2495，pdb?code：2fha；2ffx)作為構(gòu)建基礎(chǔ)，所述異聚體鐵蛋白是由兩種亞基組成的24聚體籠型蛋白，為難溶性物質(zhì)的包埋并提高其穩(wěn)定性提供了良好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

5、本發(fā)明所述hlf異聚體鐵蛋白，在一個鐵蛋白分子中可以裝載約14.7個姜黃素分子，經(jīng)鐵蛋白包埋后姜黃素的水溶性從11ng/ml增加到5415ng/ml，光熱穩(wěn)定性也顯著提高。

6、本發(fā)明所述重組蛋白hlf可以大幅提升姜黃素的溶解性、光熱穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種在溫和條件下包埋包埋難溶性小分子的鐵蛋白，其特征在于，所述鐵蛋白為人源異聚體鐵蛋白。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵蛋白，其特征在于，所述鐵蛋白籠形結(jié)構(gòu)，所述難溶性小分子包埋于所述鐵蛋白的空腔中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵蛋白，其特征在于，所述難溶性小分子包括姜黃素和阿霉素。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵蛋白，其特征在于，所述鐵蛋白與其包埋的姜黃素比例為1:14.7，所述鐵蛋白與其包埋的阿霉素比例為1:18.1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵蛋白，其特征在于，所述難溶性小分子通過溫和條件下ph誘導(dǎo)的鐵蛋白解聚與組裝來實現(xiàn)包埋。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵蛋白，其特征在于，所述溫和條件為ph?4.0。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種在溫和條件下包埋難溶性小分子的異聚體鐵蛋白及其制備方法，涉及蛋白質(zhì)的基因工程以及食品與醫(yī)藥領(lǐng)域。本發(fā)明以人鐵蛋白為模板，通過大腸桿菌雙啟動子表達技術(shù)，合成制備得到異聚體鐵蛋白。本發(fā)明中利用異聚體鐵蛋白兩種不同亞基聚合后的獨特性質(zhì)，實現(xiàn)了在pH?4.0的溫和條件下對難溶性小分子的包埋裝載，在一個異聚體鐵蛋白內(nèi)可以裝載約14.7個姜黃素分子或18.1個阿霉素分子。本發(fā)明所制備的異聚體鐵蛋白HLF具備良好的水溶性、穩(wěn)定性和pH響應(yīng)能力，能夠在溫和條件下解聚重組，實現(xiàn)對難溶性小分子的高效包埋裝載，并極大地提升其光熱穩(wěn)定性，可以拓展難溶性小分子在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，為其貯存、體內(nèi)攝入與遞送奠定了基礎(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員：張拓,錢亦然,呂晨艷,臧佳辰,趙廣華
受保護的技術(shù)使用者：中國農(nóng)業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2