【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可以促进皮肤细胞分化以及凝血的类胶原，属于生物领域和基因工程领域。
技术介绍
1、胶原蛋白占人类蛋白质的三分之一。它们广泛分布于骨骼、肌肉和血液中。人类胶原蛋白有28种亚型，其中大多数是i型、ii型和iii型。胶原蛋白是化妆品、药物输送、营养品、和组织工程的重要生物材料。胶原蛋白结构的完整性对于支持其机械功能和稳定性非常重要。胶原蛋白由gly-x-y重复序列组成，这是三螺旋的基本单位，其中x和y通常是脯氨酸和羟脯氨酸。胶原蛋白通过自组装形成三螺旋结构而成为原胶原蛋白，其从根本上支持胶原纤维的形成。胶原纤维反过来支持生理条件下的机械功能，并赋予胶原蛋白使其成为生物医学应用的理想生物相容性材料的特性。
2、天然胶原蛋白具有稳定性和免疫原性差、机械强度低和生物活性弱等固有的局限性。因此，可以通过模拟天然胶原的结构层次来捕获天然胶原的特征以构建类胶原，以此来克服天然胶原的局限性。胶原蛋白三螺旋的形成促进了高阶低聚物的组装，该过程由分子之间的非共价键相互作用触发，形成稳定的超分子结构。
3、然而，设计可模拟天然胶原并自组装成三螺旋的可控类胶原仍然具有挑战性。胶原蛋白的自组装对其生物学功能至关重要。g-x-y重复序列是支持三螺旋形成的基本单元，并且胶原蛋白自组装由带电残基的含量和脯氨酸羟基化的程度所决定。此外，温度、溶剂和浓度等孵育条件也可影响胶原蛋白自组装。因此，设计可以自组装成三螺旋的类胶原是重要的。
4、现有重组蛋白主要由原核(大肠杆菌)表达系统、毕赤酵母表达系统、哺乳动物细胞表达
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术基于扩散模型的序列生成模型(coldiff)，从天然胶原中学习氨基酸序列特征生成了功能性类胶原，并通过大肠杆菌和毕赤酵母重组蛋白表达系统表达了相应类胶原，制备获得了具有诱导血液凝固、成骨细胞分化和细胞粘附能力的胶原产品。
2、本专利技术提供了一种类胶原，具有一个或多个如(a)或(b)所示的氨基酸序列：
3、(a)gnrgcdgvpgldgkpgepgakgeagrdgak(seq id no:1)；
4、(b)gnrgcdgvogldgkogeogakgeagrdgak(seq id no:2)。
5、在一种实施方式中，所述类胶原具有4～16个重复的seq id no.1所示的氨基酸序列。
6、在一种实施方式中，所述类胶原具有4～16个重复的seq id no.2所示的氨基酸序列。
7、本专利技术提供了编码所述类胶原的基因。
8、在一种实施方式中，所述基因的核苷酸序列如seq id no.3所示。
9、在一种实施方式中，所述基因的核苷酸序列如seq id no.4所示。
10、本专利技术还提供了重组表达载体，所述重组表达载体含有编码所述类胶原的基因。
11、在一种实施方式中，所述表达载体包括但不限于pet系列、duet系列、pgex系列、phy300、phy300plk、ppic3k、ppic9k或ptrc系列载体。
12、在一种实施方式中，所述pet系列载体包括pet24a(+)、pet28a(+)、pet29a(+)、pet30a(+)；所述duet系列载体包括prsfduet-1、pcdfduet-1；所述ptrc系列系列载体包括ptrc99a。
13、本专利技术还提供了表达所述重组蛋白，或含有编码所述重组蛋白的基因的重组微生物细胞。
14、在一种实施方式中，所述微生物细胞的宿主包括但不限于大肠杆菌、枯草芽孢杆菌或毕赤酵母。
15、在一种实施方式中，所述大肠杆菌包括大肠杆菌jm109(de3)、大肠杆菌hms174(de3)、大肠杆菌bl21(de3)、大肠杆菌rostta2(de3)、大肠杆菌rosttagami(de3)、大肠杆菌rostta2(de3)、大肠杆菌dh5α、大肠杆菌w3110和/或大肠杆菌k12。
16、在一种实施方式中，所述重组微生物是以大肠杆菌为宿主，表达具有seq id no.1所示氨基酸序列的类胶原。
17、在一种实施方式中，所述重组微生物以大肠杆菌bl21(de3)为宿主，以pet-22b(+)为载体，表达seq id no.3所示的基因序列。
18、在一种实施方式中，所述重组微生物以毕赤酵母宿主，表达具有seq id no.2所示氨基酸序列的类胶原。
19、在一种实施方式中，所述重组微生物以毕赤酵母gs115为宿主，以ppic9k为载体，表达seq id no.4所示的基因序列。
20、本专利技术还提供了制备功能性自组装胶原模拟肽(类胶原)的方法，利用所述重组微生物细胞发酵生产类胶原。
21、在一种实施方式中，将所述重组微生物细胞在37℃下培养10～12h，得到种子液，然后按照0.1％～2％(v/v)的接种量接入50ml tb培养基中培养至发酵液od600值达到1时，加入终浓度为0.1mm的iptg进行诱导，在20℃下诱导20h后结束发酵，将发酵后的菌体破碎并纯化得到类胶原。
22、本专利技术还提供了应用所述类胶原制备的产品。
23、在一种实施方式中，所述产品包括但不限于胶原水凝胶、胶原蛋白海绵。
24、在一种实施方式中，所述产品包括但不限于食品、药品、保健品或日化用品。
25、本专利技术还提供了含有所述类胶原的药物。
26、本专利技术还提供了所述类胶原在制备促进凝血的产品中的应用。
27、在一种实施方式中，所述产品包括但不限于药物。
28、在一种实施方式中，所述产品包括但不限于止血材料、医用敷料、创伤护理材料、外科手术材料、药物递送载体、人工合成皮肤材料等。
29、本专利技术还提供了所述类胶原在制备促进细胞再生和/或促进成骨细胞分化的药物中的应用。
30、本专利技术还提供了所述类胶原在制备注射填充材料、再生组织工程支架、骨修复材料方面的应用。
31、本专利技术还提供了所述类胶原在制备食品、保健品或化妆品中的应用。
32、有益效果：
33、(1)本专利技术在计算机的辅助下建立一系列模型来设计功能性自组装胶原模拟肽(类胶原)，并基于所设计的模型获得了具有自组装能力的多肽序列。
34、(2)本专利技术将设计获得的多肽分别在大肠杆菌和毕赤酵母中实现了重组表达，并验证了重组表达的蛋白可以自组装形成三螺旋结构，且在最低0.8g/l的浓度下即可形成水凝胶。
35、(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种类胶原，其特征在于，具有一个或多个如(a)或(b)所示的氨基酸序列：
2.编码权利要求1所述类胶原的基因。
3.重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体含有权利要求2所述的基因。
4.表达权利要求1所述类胶原，或含有权利要求2所述基因，或含有权利要求3所述重组表达载体的重组微生物细胞。
5.一种重组大肠杆菌，其特征在于，表达具有SEQ ID NO.1所示氨基酸序列的类胶原；所述大肠杆菌包括大肠杆菌JM109(DE3)、大肠杆菌HMS174(DE3)、大肠杆菌BL21(DE3)、大肠杆菌Rostta2(DE3)、大肠杆菌Rosttagami(DE3)、大肠杆菌Rostta2(DE3)、大肠杆菌DH5α、大肠杆菌W3110和/或大肠杆菌K12。
6.一种重组毕赤酵母，其特征在于，表达具有SEQ ID NO.2所示氨基酸序列的类胶原。
7.制备权利要求1所述类胶原的方法，其特征在于，利用权利要求4所述的重组微生物，或权利要求5所述的重组大肠杆菌，或权利要求6所述的重组毕赤酵母发酵生产类胶原。
9.权利要求1所述的类胶原在制备促进凝血、促进细胞再生和/或促进成骨细胞分化的药物中的应用。
10.权利要求1所述的类胶原在制备食品、保健品或化妆品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种类胶原，其特征在于，具有一个或多个如(a)或(b)所示的氨基酸序列：
2.编码权利要求1所述类胶原的基因。
3.重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体含有权利要求2所述的基因。
4.表达权利要求1所述类胶原，或含有权利要求2所述基因，或含有权利要求3所述重组表达载体的重组微生物细胞。
5.一种重组大肠杆菌，其特征在于，表达具有seq id no.1所示氨基酸序列的类胶原；所述大肠杆菌包括大肠杆菌jm109(de3)、大肠杆菌hms174(de3)、大肠杆菌bl21(de3)、大肠杆菌rostta2(de3)、大肠杆菌rosttagami(de3)、大肠杆菌rostta...
【专利技术属性】
技术研发人员：周景文，俞姝瑶，孙若溪，王兴隆，徐康杰，王坤，曾伟主，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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