本发明专利技术利用一种烟草花叶病毒衣壳蛋白突变体，其序列由SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经点突变得到，该点突变为：第103位突变为半胱氨酸。利用该烟草花叶病毒衣壳蛋白突变体制备二维纳米结构。本发明专利技术二维纳米结构的制备方法，采用上述突变体或者包含该突变体的重组蛋白形成管状病毒颗粒模板，利用其孔道内表面排布的巯基功能基团与金属离子的高效化学吸附作用，实现特异性成核，再通过后续生长调控，实现超细直径金属在纳米管内的选择性生长，实现了基于管状病毒颗粒模板的矿化制备二维纳米结构。该制备方法步骤简单，反应条件温和，所制备出的二维纳米结构具有良好的生物相容性，表面易于修饰。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米生物
，具体涉及一种烟草花叶病毒衣壳蛋白突变体，尤 其涉及应用该。
技术介绍
蛋白质由二十多种氨基酸组成，结构丰富多样。目前已经发现的蛋白结构就有球、 杆、层和多面体等。送些结构为制备各种纳米材料提供理想的模板。病毒衣壳蛋白是其中 一类重要代表，已作为一种结构精确定义的有机纳米材料被广泛应用于纳米
首 先，病毒具有尺寸优势，绝大多数的病毒大小集中在lOnm~lOOnm之间，正好符合纳米材料 尺寸要求。其次，同种病毒颗粒形貌均一，单分散性好。第H，病毒往往仅由核酸和蛋白质 外壳组成，其蛋白衣壳可作为纳米容器进行药物运载或作为微型反应器。不同的病毒其蛋 白质外壳往往不同，结构上的差异提供了更多的模板选择。结合基因克隆技术，可方便实现对病毒蛋白特定位点进行改造或修饰，如引进功 能基团、插入或敲除特定氨基酸或多肤，从而获得具备理想功能的蛋白模板。生物矿化是指生物体通过生物大分子的调控生产无机矿物的过程。即在一定的物 理化学条件下，通过生物大分子的功能基团和无机离子在界面处的相互作用，从分子水平 上控制无机矿物相的结晶、生长，从而使生物矿化具有特殊的分级结构和组装方式。W病毒 衣壳蛋白为模板矿化无机纳米材料是近年来纳米生物技术发展的重要组成部分，但目前取 得成就主要集于在W球状病毒模板合成功能纳米颗粒。 二维纳米结构，特别是超细二维纳米结构，往往具有优良的理化性质。利用现有技 术中的病毒蛋白模板形成二维纳米结构往往合成步骤复杂、反应条件不够温和，且形成的 二维纳米结构生物相容性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提出应用一种烟草花叶病毒衣壳蛋 白突变体组装形成病毒颗粒模板制备二维纳米结构的方法，解决现有技术中二维纳米结构 合成步骤复杂、反应条件不够温和，且形成的二维纳米结构生物相容性较差的技术问题。 本专利技术应用了一种烟草花叶病毒衣壳蛋白突变体，所述突变体序列由SEQID No. 1所示的氨基酸序列经点突变得到，所述点突变为：第103位突变为半脫氨酸。 优选地，所述烟草花叶病毒衣壳蛋白突变体序列为SEQIDNo. 2所示的氨基酸序 列。 另外，本专利技术还提供了上述烟草花叶病毒衣壳蛋白突变体的编码基因。 优选地,所述编码基因序列为SEQIDNo. 3所不。 本专利技术提供了一种基于管状病毒颗粒的二维纳米结构的制备方法，应用上述突变 体构建纳米结构，该方法包括如下步骤： S1、在烟草花叶病毒的衣壳蛋白中引入半脫氨酸：将烟草花叶病毒的衣壳蛋白单体氨基酸序列第103位突变为半脫氨酸，构建载 体，并在生物体中实现表达，经阴离子层析柱纯化，获得改造后的病毒衣壳蛋白单体；S2、管状病毒颗粒模板的生成： 将步骤S1所得改造后的病毒衣壳蛋白单体置于磯酸盐缓冲液中进行透析，随后 进行藏糖连续密度梯度离必，再将离必后所收集沉淀置于磯酸盐缓冲液中进行透析，最后 进行超滤浓缩得到管状病毒颗粒模板；S3、管状病毒二维纳米结构生成： 将步骤S2所得管状病毒颗粒模板、贵金属离子溶液进行混合，再加入第一还原剂 进行混合，W形成管状病毒内核；继续分多次加入贵金属离子和第二还原剂进行混合，W形 成管状病毒二维纳米结构； 其中，贵金属离子选自金离子、铅离子或笛离子中的一种。 优选地，步骤S1具体为：将烟草花叶病毒的衣壳蛋白单体氨基酸序列第103位突 变为半脫氨酸，构建载体，将载体表达质粒转入E.coliBL2UDE3)感受态细胞，在LB培养 基中培养细菌并诱导表达重组蛋白，其后依次经离必、破碎、硫酸倭分级沉淀和柱层析分离 纯化，获得改造后的病毒衣壳蛋白。 优选地，步骤S1包括如下步骤：a、将载体表达质粒用氯化巧法转入E.coliBL2UDE3)感受态细胞，涂平板至少 1化后，挑取单克隆接入LB培养基中，加入抗生素，于37°C恒温振荡培养过夜，其后按照1 % 接种量转接于LB培养基中，加入抗生素，于37Γ恒温振荡培养，并加入诱导剂，在3(TC继续 诱导培养，离必收集菌体，其中，所述抗生素包括氨予青霉素，所述诱导剂包括异丙基硫代 半乳糖巧； b.将收集到的菌体重悬于裂解缓冲液中进行超声破碎，于4°C离必，取离必后所 得上清液依次进行硫酸倭分级沉淀和阴离子层析，获得改造后的病毒衣壳蛋白。 优选地，步骤S2具体为；将步骤S1所得改造后的病毒衣壳蛋白置于磯酸盐缓冲液 中进行透析，至少5天，随后进行藏糖连续密度梯度离必，再将离必后所收集沉淀置于磯酸 盐缓冲液中进行透析并通过SDS-PAGE进行定量，最后通过30KD超滤离必管浓缩至0. 8mg/ mU获得管状病毒颗粒模板。 优选地，步骤S3中贵金属离子选自氯金酸、氯铅酸或氯笛酸中的一种。优选地，步骤S3中所述第一还原剂为测氨化钢，所述第二还原剂为维生素C或二 甲基胺测焼。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括；本专利技术通过基因修饰形成的烟草花叶 病毒衣壳蛋白突变体在原来的衣壳蛋白中引入半脫氨酸，在亚基间形成二硫键，改变了衣 壳蛋白原本脆弱的非共价键自组装体系，该突变体的体外自组装能力大大提高，该突变体 能够形成稳定的管状病毒颗粒模板；本专利技术的基于管状病毒颗粒的二维纳米结构的制备方 法，采用上述突变体或者包含该突变体的重组蛋白形成管状病毒颗粒模板，实现了基于管 状病毒颗粒模板的矿化制备二维纳米结构，该制备方法步骤简单，反应条件温和，所制备 出的二维纳米结构具有良好的生物相容性，表面易于修饰。【附图说明】 图1是本专利技术实施例2的管状病毒颗粒模板的电镜图； 图2是本专利技术实施例3的二维纳米结构的电镜图， 其中，图2中a表示在管状病毒内核继续分多次加入贵金属离子和第二还原剂进 行混合W形成管状病毒二维纳米结构过程中贵金属离子和第二还原剂的加入次数为7所 形成二维纳米结构的电镜图，b、C、d的加入次数分别为10、14和24 ; 图3是本专利技术实施例4的二维纳米结构的电镜图， 其中，图3中a是电镜图的局部图，b是局部放大图； 图4是本专利技术实施例5的二维纳米结构的电镜图； 图5是本专利技术实施例6的二维纳米结构的电镜图。【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。 除非另有定义，本专利技术使用的所有科技术语具有本领域普通技术人员所理解的相 同含义。关于本领域的定义及术语，专业人员可参考化rrent Protocols in Molecular Biology (Ausubel)。氨基酸残基的缩写是本领域中所用的指代20个常用k氨基酸之一的 标准3字母和/或1字母代码。 尽管本专利技术的广义范围所示的数值本来就必然含有一定的误差，其是由它们各自 测量中存在的标准偏差所致。另外，本专利技术公开的所有范围应理解为涵盖其中包含的任何 和所有子范围。例如记载的"1至10"的范围应理解为包含最小值1和最大值10之间（包 含端点）的任何和所有子范围；也就是说，所有W最小值1或更大起始的子范围，例如1至 6. 1，W及W最大值10或更小终止的子范围，例如5. 5至10。另外，任何称为"并入本文"的 参考文献应理解为W其整体并入。另外应注意，如本说明书中所使用的，单数形式包括其所指对象的复数形式，除非 清楚且明确的限于一个所指对象。术语"或"可与术语"和/或"互换使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种烟草花叶病毒衣壳蛋白突变体，其特征在于，所述突变体序列由SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经点突变得到，所述点突变为：第103位突变为半胱氨酸。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王强斌，周堃，张建庭，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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