طراحي كاست ژني، كلونينگ و بيان پلي‌پپتيد شبه الاستين نوتركيب به منظور توليد بيومتريال كاربردي در مهندسي بافت

Gene cassette design, cloning and expression of recombinant elastin like polypeptide to produce a functional biomaterial in tissue engineering

سابقه و هدف: پلي‌پپتيد شبه الاستين (Elastin-like polypeptide, ELP) بيومتريال مصنوعي برگرفته از توالي پنتاپپتيد Val-Pro-Gly-Xaa-Gly (VPGXG) الاستين ماتريكس خارج سلولي (ECM) است. پليمرهاي پروتئيني كه از واحدهاي تكراري اسيدهاي آمينه طبيعي و غيرطبيعي پديد مي‌آيند، به‌عنوان رده‌اي جديد از بيومواد شناخته مي‌شوند. ويژگي‌هاي منحصر به فرد ELP همانند توليد بر پايه بيان ژنتيكي در انواع رده‌هاي ميزباني (به عنوان مثال باكتري‌ها و سلول‌هاي يوكاريوت)، تحريك‌پذيري تحت تاثير عوامل محيطي، زيست سازگاري و زيست تخريب‌پذيري مولكول‌هاي ELP باعث جذابيت استفاده از آن در بيوتكنولوژي و پزشكي مي‌گردد. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه، اليگومريزاسيون ساختار ژن 330 جفت باز مونومري GRGDS-ELP (بيان‌كننده 21 پنتاپپتيد) تا توليد ژن تريمر 990 جفت بازي (بيان‌كننده 63 پنتاپپتيد فيوژن) درون وكتور كلونينگ pUC انجام گرفت. پس از تاييد ساختار ژني با سكوئنسينگ، ساختار ژني به وكتور بياني MOD-pET ساب كلون گشته و به ميزبان E.coli انتقال يافت. يافته‌ها: بيان پروتئين نوتركيب توسط IPTG القاء گشت و صحت پروتئين نوتركيب توسط PAGE-SDS و وسترن‌بلاتينگ تاييد گرديد. نتيجه‌گيري: با روش به كار رفته ELP جهت مطالعات بعدي به دست آمد

Introduction: Elastin-like polypeptide (ELP) s an artificial biopolymer and a pentapeptide with repeating motif of Val-Pro-Gly-Xaa-Gly (VPGXG). The structure is derived from extracellular cellular matrix (ECM) elastin. Protein-based polymers, which are composed of repeat units of natural or unnatural amino acids, have recently emerged as a promising new class of materials. The unique properties of ELPs such as being genetically encoded in a heterologous host (e.g., bacteria or eukaryotic cell), excitability under the influence of environmental factors, biocompatibility and biodegradability made them popular in a wide variety of biomedical applications. Materials and Methods: In this study, 330bp GRGDS-ELP monomer gene (expressing21 pentapeptide) was oligomerized into the cloning vector pUC to produce 990bp trimer gene (expressing63 fusion pentapeptide).After confirming gene structure by sequencing, the gene sequence was subcloned into pET-MOD expression vector and transduced into the E.coli. Results: Recombinant protein expression was induced by IPTG and the accuracy of the recombinant protein was confirmed by SDS-PAGE and Western blotting. Conclusion: With mentioned method, ELP was obtained for further studies.