一种提高植物中合成重组人血清白蛋白基因表达量的方法技术

本发明专利技术涉及植物合成生物学领域，具体涉及一种提高植物中合成重组人血清白蛋白基因表达量的方法。该方法为：将密码子后的人血清白蛋白基因SlrHSA和人血清白蛋白的3

【技术实现步骤摘要】
一种提高植物中合成重组人血清白蛋白基因表达量的方法


[0001]本专利技术涉及植物合成生物学领域，具体地说，涉及一种提高植物中合成重组人血清白蛋白基因表达量的方法。

技术介绍

[0002]人血清白蛋白广泛存在于人体的血液、淋巴、肌肉中，血清白蛋白是血浆中含量最多，功能最为重要的一种蛋白质。成熟的人血清白蛋白是由585个氨基酸残基组成的单链蛋白质，分子量为67kDa。白蛋白具有维持血液渗透压、抗休克、运输与解毒、促进肝细胞修复与再生等作用。
[0003]人血清白蛋白是一种医疗上大规模使用的药用蛋白，每年全世界市场需求约600吨左右，市场价值大约30亿美元。目前医用人血清白蛋白主要通过血液分级过滤得到，主要存在的社会问题有以下两点：1.人体血浆制品来源奇缺，价格昂贵。2.易引发并发症，其中最危险的是血源性病毒传染，如目前尚无有效治疗措施的艾滋病毒和丙型肝炎病毒传染。基因工程和合成生物学的发展为解决人血清白蛋白短缺和携带潜在的病毒等问题提供了良好的的解决方案。
[0004]植物作为药物蛋白质的表达和生产系统，已经研究了近三十年。与单细胞的微生物相比，多细胞的植物体系富含内膜系统和各种细胞器，植物表面的腺毛是代谢物合成和贮存的重要场所，这一复杂的时空特性，为不同类型的酶和代谢物的合成提供了所需的最适合的环境，这有有利于保持蛋白活性和产量；多细胞植物体系的复杂性，也为我们进行合成生物学研究提供了绝佳的模式体系，植物富含大量的代谢产物，能直接为合成植物活性分子提供前体。因此，利用植物合成重要的人源化蛋白和天然活性小分子成为科技发展的必经之路。
[0005]目前，已经将植物表达系统视为动物细胞培养的有前景替代物用于大规模生产重组蛋白，转基因植物中蛋白质的生产方法可以参见例如：美国专利第5750871号、第5565347号、第5464763号、第5750871号和第5565347号等。尽管植物的大量生长和采集比原核和真核细胞便宜，但植物细胞中外来基因的表达量通常较低。
[0006]CN107641155A公开了一种在植物中表达重组人血清白蛋白的方法，其在植物中能够高水平表达。该方法还提供了包含人血清白蛋白基因的核酸构建体、载体和宿主细胞，并进一步提供了生产转基因植物以及利用转基因植物生产重组人血清白蛋白的方法。该方法虽然大大提高了重组人血清白蛋白在植物反应器中的表达水平，从而使转基因植物低成本生产重组人血清白蛋白成为可能。但是该方法并未提高重组人血清白蛋白在植物反应器中的表达水平。
[0007]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种提高植物中合成重组人血清白蛋白基因表达量的方
法，该方法增加了人血清白蛋白在番茄中的表达，为解决目前人血白蛋白来源有限和价格昂贵的问题提供了解决方案。
[0009]为实现本专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种成熟的重组人血清白蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示。
[0011]进一步，本专利技术还提供编码所述的重组人血清白蛋白的基因序列，其中，所述的基因序列包括：
[0012]a)HSA的3
′
UTR序列，如SEQ ID NO:2所示；
[0013]b)SlrHSA序列，如SEQ ID NO:3所示。
[0014]生物学“中心法则”是指储存在DNA里的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质上。其中mRNA包括编码区(Coding sequence，CDS)和非翻译区(untranslated regions，UTR)。UTR分为5
′
UTR和3
′
UTR，分别位于起始密码子上游和终止密码子下游。通常在植物中做异源表达时，只是将CDS序列连入载体，并利用双元载体上的自有的强终止子作用于基因的转录的终止，从而忽略了基因本身的非编码区对mRNA的的调控作用。本专利技术经研究发现，富含AU的3
′
UTR区域可以通过调控HSA的mRNA定位和稳定性等调控基因表达和蛋白翻译。
[0015]本专利技术利用基因非编码区(3
′
UTR)对mRNA的调控作用从而增加人血清白蛋白在番茄中的表达，为解决目前人血白蛋白来源有限和价格昂贵的问题提供了解决方案。
[0016]进一步地，所述的SlrHSA序列为按照植物的密码子偏好性，对人体中成熟的HSA序列进行密码子优化后得到的。
[0017]本专利技术中，SlrHSA序列是根据番茄密码子偏好性在人血清白蛋白基因序列上人工设计得到的，其长度为1758bp，与HSA基因长度相同，且编码相同的氨基酸序列。
[0018]进一步地，所述的HSA序列如SEQ ID NO:1所示。
[0019]本专利技术还提供一种表达载体，其中，所述的表达载体包括所述的基因序列。
[0020]进一步地，所述的表达载体为将所述的基因序列连接引入植物双元表达载体pC1300得到的。
[0021]本专利技术还提供一种提高植物中合成重组人血清白蛋白表达量的方法，其中，所述的方法为：将密码子后的人血清白蛋白基因SlrHSA和人血清白蛋白的3
′
UTR连接在一起构建到植物双元表达载体中。
[0022]具体地说，所述的方法包括以下步骤：
[0023]1)人血清白蛋白密码子优化；
[0024]2)SlrHSA基因过表达载体pC1300
‑
SlrHSA和pC1300
‑
SlrHSA
‑
3UTR的构建；
[0025]3)pC1300
‑
SlrHSA和pC1300
‑
SlrHSA
‑
3UTR的植物遗传转化；
[0026]4)转基因植物中人血清白蛋白SlrHSA基因表达量鉴定。
[0027]进一步地，步骤1)为：
[0028]1.1)按照植物的密码子偏好性，对人体中成熟的HSA序列进行密码子优化，得到优化后的SlrHSA序列；
[0029]1.2)将人血清白蛋白的3
′
UTR序列和优化后的SlrHSA序列连接到pGEM
‑
T Easy载体上，合成得到成熟人血清白蛋白的氨基酸序列。
[0030]进一步地，所述的植物为番茄。
[0031]作为一种优选方案，所述番茄为小果番茄。
[0032]作为一种更优选方案，所述小果番茄为Micro
‑
TOM。
[0033]本专利技术中，步骤2)为：利用无缝克隆技术，将PCR扩增的人血清白蛋白基因产物和线性化的载体通过同源重组方式连接。
[0034]本专利技术中，步骤3)为：目标载体转化农杆菌、侵染液制备和植物的转化。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0036](1)本专利技术利用番茄是作为重组蛋白合成底盘植物，其分子生物学和基因组学研究深入，并且有成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成熟的重组人血清白蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示。2.编码权利要求1所述的重组人血清白蛋白的基因序列，其特征在于，所述的基因序列包括：a)HSA的3
′
UTR序列，如SEQ ID NO:2所示；b)SlrHSA序列，如SEQ ID NO:3所示。3.根据权利要求2所述的基因序列，其特征在于，所述的SlrHSA序列为按照受体植物的密码子偏好性，对人体中成熟的HSA序列进行密码子优化后得到的。4.根据权利要求3所述的基因序列，其特征在于，所述的HSA序列如SEQ ID NO:1所示。5.一种表达载体，其特征在于，所述的表达载体包括权利要求2
‑
4任意一项所述的基因序列。6.根据权利要求5所述的表达载体，其特征在于，所述的表达载体为将权利要求2
‑
4任意一项所述的基因序列连入植物双元表达载体pC1300得到的。7.一种提高植物中合成重组人血清白蛋白表达量的方法，其特征在于，所述的方法为：将密码子后的人血清白蛋白基因SlrHSA和人血清白蛋白的3
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【专利技术属性】
技术研发人员：李记开，张健，
申请(专利权)人：苏州绶草生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：