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重组猪生长激素PGH：高效表达、纯化与活性鉴定的关键技术研究

一、引言

1.1研究背景

随着人们生活水平的提高，对猪肉的需求量日益增长，对猪肉品质的要求也越来越高。在养猪业中，提高猪的生长性能和肉质品质一直是研究的重点。猪生长激素（PorcineGrowthHormone，PGH）作为一种由猪脑垂体前叶分泌的单链多肽类激素，在猪的生长发育过程中发挥着至关重要的作用。

PGH能够通过调节猪体内的物质代谢，显著提高猪的生长速率。研究表明，在适宜的条件下，使用PGH可使猪的日增重提高15%-30%，大大缩短了猪的生长周期，提高了养殖效率。这不仅有助于满足市场对猪肉的需求，还能为养殖户节省大量的时间和成本，提高经济效益。

在饲料消耗方面，PGH能够优化猪的能量利用效率，促进营养物质的吸收和转化，从而降低饲料消耗。据相关实验数据显示，使用PGH后，猪的饲料转化率可提高10%-20%。这意味着在生产相同重量的猪肉时，可以减少饲料的使用量，降低养殖成本，同时也减少了因饲料生产和使用对环境造成的压力。

肌肉生长和脂肪合成是影响猪肉品质的关键因素。PGH能够促进肌肉细胞的增殖和分化，增加肌肉蛋白的合成，进而促进肌肉生长。与此同时，PGH还可以抑制脂肪细胞的分化和脂肪合成酶的活性，减少脂肪的合成和沉积，提高猪的瘦肉率。研究发现，使用PGH后，猪的瘦肉率可提高5%-10%，使猪肉的品质得到显著提升，更符合消费者对健康、优质猪肉的需求。

尽管PGH在猪养殖中具有巨大的应用潜力，但目前其大规模应用仍面临一些挑战。例如，天然PGH的提取成本高、产量低，难以满足市场需求；重组PGH的表达和纯化技术还不够成熟，导致产品质量不稳定、生产成本较高。此外，PGH的使用安全性和对环境的影响也受到广泛关注。因此，深入研究重组猪生长激素的高效表达、纯化及活性鉴定，对于推动养猪业的可持续发展具有重要意义。

1.2研究目的与意义

本研究旨在通过基因工程技术，构建高效表达重组猪生长激素的工程菌株，并优化其表达和纯化条件，以获得高纯度、高活性的重组猪生长激素。同时，建立准确、可靠的活性鉴定方法，对重组猪生长激素的生物学活性进行全面评估，为其在养猪业中的安全、有效应用提供理论依据和技术支持。

当前，重组PGH在生产和应用中面临诸多挑战。在表达方面，虽然已有多种表达系统被用于重组PGH的生产，但表达量普遍较低，难以满足大规模工业化生产的需求。这不仅导致生产成本居高不下，还限制了PGH的广泛应用。在纯化过程中，由于重组PGH的结构和性质较为复杂，现有的纯化方法往往难以获得高纯度的产品，杂质的存在可能会影响PGH的活性和稳定性，甚至对动物健康产生潜在风险。此外，目前对于PGH的活性鉴定方法尚不完善，不同的鉴定方法可能会得到不同的结果，这给PGH的质量控制和评价带来了困难。

本研究的开展具有重要的理论意义和实际应用价值。从理论角度来看，深入研究重组PGH的高效表达、纯化及活性鉴定，有助于进一步揭示PGH的结构与功能关系，丰富和完善生长激素的生物学理论。在实际应用方面，高表达量和高纯度的重组PGH能够显著降低生产成本，使其在养猪业中的大规模应用成为可能。这将有助于提高猪的生长性能和肉质品质，增加养殖户的经济效益，推动养猪业的可持续发展。准确可靠的活性鉴定方法能够确保PGH产品的质量和安全性，为其合理使用提供科学依据，保障消费者的健康权益。

综上所述，本研究对于解决当前PGH生产和应用中存在的问题，促进养猪业的发展具有重要意义。通过本研究的实施，有望为养猪业提供一种高效、安全、经济的生长促进剂，为满足人们对优质猪肉的需求做出贡献。

1.3国内外研究现状

猪生长激素（PGH）作为一种能够有效促进猪生长发育、提高饲料利用率和瘦肉率的重要激素，在国内外受到了广泛的关注和研究。自1983年Seeburg成功克隆PGH基因的cDNA以来，相关研究取得了一系列重要进展。

在重组PGH的表达方面，大肠杆菌表达系统因具有遗传背景清楚、生长迅速、易于培养和操作简单等优点，成为目前应用最广泛的表达系统。研究人员通过优化表达载体和培养条件，提高了PGH在大肠杆菌中的表达量。例如，Wang等将PGH基因克隆到pET-28a载体上，在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达，通过优化诱导条件，使PGH的表达量达到了菌体总蛋白的30%以上。然而，大肠杆菌表达系统也存在一些不足之处，如表达的蛋白易形成包涵体，需要复杂的复性过程，且表达的蛋白可能缺乏正确的折叠和修饰，影响其活性和稳定性。

为了解决大肠杆菌表达系统的局限性，酵母表达系统和哺乳动物细胞表达系统也被应用于重组