分离人工合成的MpgS蛋白质多肽和MpgP蛋白质多肽及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种能够提高植物细胞抗失水和抗氧化能力的人工合成甘露糖基转移酶(MpgS)基因和甘露糖基磷酸酶(MpgP)基因及其编码的甘露糖基转移酶(MpgS)基因和甘露糖基磷酸酶(MpgP)蛋白质多肽，以及经重组技术产生这种甘露糖基转移酶(MpgS)基因和甘露糖基磷酸酶(MpgP)蛋白质的方法。本发明专利技术还公开了甘露糖基转移酶(MpgS)基因和甘露糖基磷酸酶(MpgP)基因分别在植物细胞抗失水和抗氧化能力方面的功能与应用。力方面的功能与应用。力方面的功能与应用。

【技术实现步骤摘要】
分离人工合成的MpgS蛋白质多肽和MpgP蛋白质多肽及其应用


[0001]本专利技术属于生物医药领域，具体涉及一种分离人工合成的MpgS蛋白质多肽和MpgP蛋白质多肽及其应用，尤其涉及人工合成甘露糖基转移酶基因和甘露糖基磷酸酶基因提高细胞氧化与失水能力的方法。

技术介绍

[0002]微生物细胞中含有两种主要胞内有机溶质：海藻糖和甘露糖基甘油酸酯(MG)，它们可以在极端逆境条件下(高温、高盐)在细胞内进行累积。其中，甘露糖基甘油酸酯(MG)是深海微生物在适应高温环境可溶性溶质。该溶质具有保护细胞蛋白质免于热变性和免于细胞失水的能力。研究发现，甘露糖基甘油酸酯具有两种生物合成途径。其中，最有效的途径是GDP
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甘露糖(GDP
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mannose)通过甘露糖基转移酶(MpgS)合成为甘露糖基
‑3‑
磷酸甘油酸(MPG)，并通过甘露糖基磷酸酶(MpgP)脱磷酸化为甘露糖基甘油酸酯MG，如图1所示。植物、动物、人体细胞中并不存在甘露糖基甘油酸酯途径。
[0003]深海微生物中甘露糖基甘油酸酯的合成途径中由两个基因编码，它们是甘露糖基转移酶(MpgS)和甘露糖基磷酸酶(MpgP)基因。研究发现，直接表达来自深海微生物的甘露糖基转移酶(MpgS)和甘露糖基磷酸酶(MpgP)基因，合成甘露糖基甘油酸酯的能力非常有限，效率低。主要原因是：微生物中GDP
‑
甘露糖的前体含量比较低，此外微生物的基因由于生物适配性的原因不适合在现有的工程菌中进行表达。
[0004]但是，目前没有有关植物如何产生甘露糖基甘油酸酯、以及利用甘露糖基转移酶(MpgS)和甘露糖基磷酸酶(MpgP)基因改善植物抗逆境胁迫的相关报道。
[0005]本专利技术拟在植物中表达甘露糖基转移酶(MpgS)和甘露糖基磷酸酶(MpgP)基因，在植物(例如拟南芥)中，通过基因工程方法来表达人工合成的甘露糖基转移酶(MpgS)和甘露糖基磷酸酶(MpgP)基因，合成甘露糖基甘油酸酯提高植物抗氧化、抗失水能力，从而增加植株对干旱能力、以及耐高温的水平。合成的甘露糖基甘油酸酯提高植株保水性，减少失水率，以及提高抗氧化能力，从而提高植株抵抗非生物胁迫(例如干旱、高温)的抗性。此外，可以利用基因工程植物提取甘露糖基甘油酸酯用于动物细胞的涂抹促进其抗失水能力。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供人工合成甘露糖基转移酶基因和甘露糖基磷酸酶基因提高细胞抗失水和抗氧化能力的应用。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下方案来实现：
[0008]本专利技术提供了一种分离人工合成的蛋白质多肽，所述蛋白质多肽为MpgS蛋白质多肽或MpgP蛋白质多肽；
[0009]所述MpgS蛋白质多肽为具有SEQ ID NO:1所示氨基酸序列的多肽，或其保守性变异多肽、活性片段、活性衍生物中的一种；
[0010]所述MpgP蛋白质多肽包括为SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的多肽，或其保守性变
异多肽、活性片段、活性衍生物中的一种。
[0011]作为本专利技术的一个实施方案，所述MpgS蛋白质多肽为SEQ ID NO:1序列被一个或多个氨基酸残基取代、缺失或添加而形成的多肽、活性片段、活性衍生物中的一种。
[0012]作为本专利技术的一个实施方案，所述MpgP蛋白质多肽为SEQ ID NO:2序列被一个或多个氨基酸残基取代、缺失或添加而形成的多肽、活性片段、活性衍生物中的一种。
[0013]本专利技术提供了一种蛋白质多肽在提高植物抗细胞氧化和抗失水能力方面的应用，所述MpgS蛋白质多肽和MpgP蛋白质多肽共同表达提高植物细胞抗氧化和抗失水能力。
[0014]本专利技术提供了一种分离的多核苷酸，所述多核苷酸包含：
[0015](a)编码权利要求1所述的蛋白质多肽中MpgS蛋白质多肽或MpgP蛋白质多肽的多核苷酸；或，
[0016](b)与(a)互补的多核苷酸。
[0017]本专利技术提供了一种多核苷酸真核生物细胞抗氧化和抗失水能力方面的应用。编码所述MpgS脱氧核糖核酸DNA序列如SEQ ID NO:3所示；编码所述MpgP脱氧核糖核酸DAN序列如SEQ ID NO:4所示。本专利技术同时表达这两个基因，可达到较好提高植株抵抗非生物胁迫的效果。
[0018]本专利技术提供了一种载体，所述载体含有所述的多核苷酸。所述载体含有上述多核苷酸，或该载体转化或转导的宿主细胞或者被上述多核苷酸直接转化或转导的宿主细胞。
[0019]本专利技术提供了一种遗传工程化的宿主细胞，所述宿主细胞含有所述的载体。
[0020]本专利技术提供了一种所述多肽的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
[0021](a)恒温培养箱条件下，培养所述的宿主细胞；
[0022](b)从宿主细胞的培养物中分离出具有甘露糖基转移酶基因或甘露糖基磷酸酶基因及其编码的甘露糖基转移酶蛋白质活性的多肽或甘露糖基磷酸酶蛋白质活性的多肽。
[0023]所述恒温温度为28℃，转速200rpm。
[0024]本专利技术提供了一种植物对提高细胞氧化和失水能力的方法，所述方法包括如下步骤：
[0025]S1、提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有甘露糖基转移酶基因和甘露糖基磷酸酶基因的DNA编码序列；所述甘露糖基转移酶为具有SEQ ID NO:1氨基酸序列的多肽，所述甘露糖基磷酸酶为具有SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽；
[0026]S2、利用步骤S1中的农杆菌侵染植物细胞、组织或器官，从而使甘露糖基转移酶基因和甘露糖基磷酸酶基因的编码序列转入植物细胞，并且整合到植物细胞的染色体上；
[0027]S3、筛选出含有甘露糖基转移酶基因和甘露糖基磷酸酶基因的DNA编码序列的植物细胞或组织或器官；
[0028]S4、将步骤S3中的植物细胞或组织或器官再成植株。
[0029]将步骤S4中的植物进行细胞氧化和失水能力抗性鉴定，植株具有高抗水平。
[0030]本专利技术的其它方面由于本文的技术的公开，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
[0031]本专利技术人经过广泛而深入的研究，首次采用人工合成方法从构建甘露糖基转移酶(MpgS)基因和甘露糖基磷酸酶(MpgP)基因，并且通过实验证实了它具有提高细胞氧化和失
水能力，并且转入植物后可导致植物对抗旱能力的提高。在此基础上完成了本专利技术。
[0032]在本专利技术中，术语“甘露糖基转移酶(MpgS)基因和甘露糖基磷酸酶(MpgP)蛋白质”、“甘露糖基转移酶(MpgS)和甘露糖基磷酸酶(MpgP)多肽”可互换使用，都指具有提高细胞氧化和失水能力甘露糖基转移酶(MpgS)和甘露糖基磷酸酶(MpgP)氨基酸序列(SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2)的蛋白或多肽。它们包括含有或不含起始甲硫氨酸的甘露糖基转移酶(MpgS)和甘露糖基磷酸酶(MpgP)蛋白质。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分离人工合成的蛋白质多肽，其特征在于，所述蛋白质多肽为MpgS蛋白质多肽或MpgP蛋白质多肽；所述MpgS蛋白质多肽为具有SEQ ID NO:1所示氨基酸序列的多肽，或其保守性变异多肽、活性片段、活性衍生物中的一种；所述MpgP蛋白质多肽包括为SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的多肽，或其保守性变异多肽、活性片段、活性衍生物中的一种。2.根据权利要求1所述的蛋白质多肽，其特征在于，所述MpgS蛋白质多肽为SEQID NO:1序列被一个或多个氨基酸残基取代、缺失或添加而形成的多肽、活性片段、活性衍生物中的一种。3.根据权利要求1所述的蛋白质多肽，其特征在于，所述MpgP蛋白质多肽为SEQID NO:2序列被一个或多个氨基酸残基取代、缺失或添加而形成的多肽、活性片段、活性衍生物中的一种。4.一种如权利要求1所述的蛋白质多肽在提高植物抗细胞氧化和抗失水能力方面的应用，所述MpgS蛋白质多肽和MpgP蛋白质多肽共同表达提高植物细胞抗氧化和抗失水能力。5.一种分离的多核苷酸，其特征在于，所述多核苷酸包含：(a)编码权利要求1所述的蛋白质多肽中MpgS蛋白质多肽或MpgP蛋白质多肽的多核苷酸；或，(b)与(a)互补的多核苷酸。6.一种如权利要求5所述的多核苷酸在真核生物细胞抗氧化和抗失水能力方...

【专利技术属性】
技术研发人员：左开井，马齐军，王劲，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：