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促进目的蛋白外分泌表达用多肽、生物材料及其应用、抗菌肽融合蛋白、重组基因工程菌制造技术

技术编号:44157277 阅读:0 留言:0更新日期:2025-01-29 10:28
本发明专利技术属于生物基因工程技术领域,具体涉及促进目的蛋白外分泌表达用多肽、生物材料及其应用、抗菌肽融合蛋白、重组基因工程菌。本发明专利技术提供的多肽作为信号肽,进一步提高目的蛋白外分泌表达效率和产量;对比实验验证,本发明专利技术优化改造的信号肽,相比现有信号肽,构建的乳酸乳球菌表达系统外分泌表达目的蛋白的效率提高2.1~13.6倍。本发明专利技术构建的重组基因工程菌,成功实现了乳酸乳球菌高效外分泌表达抗菌肽,即具有乳酸菌的益生性,又具有抗菌肽的抗菌作用,可直接口服或作为添加剂应用于食品和动物饲料中,大大节约了抗菌肽生产制备成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物基因工程,具体涉及促进目的蛋白外分泌表达用多肽、生物材料及其应用、抗菌肽融合蛋白、重组基因工程菌。


技术介绍

1、抗生素在预防动物疾病、调节免疫、促进生长等方面发挥了重要作用。然而,抗生素的滥用和误用导致的细菌耐药已经严重威胁到人类的生命健康,研发不同抗生素替代品需求日益增加。抗菌肽(antimicrobial peptides,amps)是一类在生物体中广泛存在的一类小分子短肽,是天然免疫系统的重要组成部分,具有广谱、高效、低毒和细菌不易产生耐药等特点,因此成为国际公认的抗生素最佳替代品之一。富含脯氨酸抗菌肽(proline richantimicrobial peptides,pr amps)由于其结构简单、对革兰氏阴性菌抗菌活性强,对真核细胞表现较低毒性备受研究者们关注。

2、目前,获取抗菌肽的方法主要通过从生物体直接分离纯化、体外化学合成、基因工程菌诱导表达抗菌肽。其中,从生物体直接分离纯化是发掘天然抗菌肽的主要途径,然而分离过程繁琐﹑分离量低﹑纯化成本高等限制了该方法不适于规模化生产;体外化学合成是实验室研发用抗菌肽的主要来源,然而合成成本高且由于技术限制一些复杂抗菌肽目前还不能体外合成,该方法也不适于抗菌肽的规模化生产。基因工程菌诱导表达抗菌肽是大批量获取抗菌肽的一个重要方法,通过构造合适表达体系,使抗菌肽规模化生产,用于临床疫病防治。

3、乳酸菌是一类自身不产生内毒素、芽孢、过氧化酶阴性、代谢碳水化合物产生乳酸的革兰氏阳性菌,乳酸菌细胞外目前仅发现1个蛋白酶(htra),这使得表达外源蛋白相对比较稳定。乳酸菌在生物体内无毒且具有益生作用,被美国食品药品管理局(food and drugadministration,fda)认定为安全的微生物(generally recognized as safe,gras)。因此,用乳酸菌外分泌表达pr amps,重组菌既具有乳酸菌的益生性,又发挥pramps对革兰氏阴性菌的杀伤作用,是较为理想的一种抗菌肽临床使用方式。nisin-controlled geneexpression system(nice)系统是乳酸菌常用的外源蛋白表达系统。nice系统由三个部分组成:含有nisr和nisk基因的乳酸菌,作为诱导剂的nisin或其类似物,以及含有nisa或nisf启动子的表达载体。nisin是一种由某些乳酸乳球菌产生的小肽,它可以通过一个典型的双组分调节系统诱导乳链菌肽生物合成基因簇在nisa或nisf启动子控制之下进行基因转录,双组分调节系统由nisk和nisr基因编码的组氨酸激酶nisk和效应蛋白nisr构成。nisk识别亚抑制量的nisin,然后磷酸化nisr。nisr作为效应调节蛋白激活nisa或nisf启动子的转录,使目的基因得以表达。然而,目前乳酸菌表达系统分泌抗菌肽效率低仍然是制约该产业发展的关键因素,如何解决抗菌肽对乳酸菌的抑制生长性能。如何更进一步提升乳酸菌作为表达载体的分泌表达性能,是目前需要亟待解决的核心技术问题。现有技术研究发现利用usp45信号肽序列可成功分泌表达多种外源蛋白,通过对野生型usp45信号肽进行人工肽序列优化改进,能够进一步提升乳酸菌分泌表达外源蛋白的效率。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷,本专利技术的目的之一是提供促进目的蛋白外分泌表达用多肽,作为乳酸菌外分泌表达外源蛋白表达系统的功能元件,更进一步提高外分泌表达效率。

2、本专利技术的目的之二是提供生物材料,可实现外源蛋白,尤其是抗菌肽,高效外分泌表达。

3、本专利技术的目的之三是提供本专利技术生物材料的应用。

4、本专利技术的目的之四是提供抗菌肽融合蛋白,能够在乳酸菌表达系统中高效外分泌表达,在体外肠激酶作用后表现抗菌活性。

5、为了实现上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案如下:

6、促进目的蛋白外分泌表达用多肽,其氨基酸序列包含如seq id no.1所示序列。

7、作为优选的,所述多肽的羧基末端连接分泌增强肽。

8、在本专利技术的具体实施方式中,所述多肽的氨基酸序列为如seq id no.2所示序列。

9、一种生物材料,所述生物材料为所述多肽相关的生物材料,为下述1)至4)中的任一种:

10、1)编码上述多肽的核酸分子;

11、2)含有1)所述核酸分子的表达盒;

12、3)含有2)所述表达盒的重组载体;

13、4)含有1)所述核酸分子或2)所述表达盒或3)所述重组载体的重组蛋白表达系统。

14、在本专利技术的具体实施方式中,所述核酸分子的核苷酸序列如seq id no.3所示。

15、作为优选的,所述重组蛋白表达系统为原核微生物表达系统。

16、进一步优选的,所述重组蛋白表达系统为乳酸乳球菌表达系统。在本专利技术的具体实施方式中,所述乳酸乳球菌为nz9000。

17、上述多肽或上述生物材料可用于外分泌表达制备目的蛋白,可提高的分泌表达效率和目的蛋白产量。具体的,上述多肽或生物材料可用于构建外分泌表达目的蛋白的重组乳酸乳球菌,例如构建外分泌表达抗菌肽的乳酸乳球菌。

18、作为优选的,所述构建的乳酸乳球菌外分泌表达usp45蛋白与抗菌肽的融合蛋白,作为优选的抗菌肽通过肠激酶可识别断裂的肽链连接在usp45蛋白的c端。

19、本专利技术有益效果:

20、1)本专利技术通过对现有的usp45信号肽的氨基酸序列进行优化改造,作为原核微生物尤其是乳酸乳球菌表达系统外分泌表达目的蛋白的信号肽,进一步提高目的蛋白外分泌表达效率和产量;本专利技术具体实施方式中设计对比实验验证,本专利技术优化改造的usp45信号肽,相比现有信号肽,构建的乳酸乳球菌表达系统外分泌表达目的蛋白的效率提高2.1~13.6倍。

21、2)进一步的,本专利技术构建usp45和抗菌肽融合蛋白,具体为usp45+bsn-25融合蛋白,抗菌肽通过肠激酶可识别断裂的肽链连接在usp45蛋白的c端,该融合蛋白外分泌表达后无抗菌肽活性,不产生对乳酸乳球菌的生长抑制作用,保障了乳酸菌发酵过程中的大量增殖。融合蛋白在被肠激酶作用后释放出抗菌肽发挥抗菌肽原始活性。本专利技术成功实现了乳酸乳球菌高效外分泌表达抗菌肽,构建的重组乳酸乳球菌即具有乳酸菌的益生性,又具有抗菌肽bsn-25的抗菌作用,可直接口服或作为添加剂应用于食品和动物饲料中,大大节约了抗菌肽生产制备成本。

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【技术保护点】

1.促进目的蛋白外分泌表达用多肽,其特征在于,其氨基酸序列包含如SEQ ID NO.1所示序列。

2.如权利要求1所述的多肽,其特征在于,在如权利要求1所述多肽的羧基末端连接分泌增强肽。

3.如权利要求2所述的多肽,其特征在于,所述多肽的氨基酸序列为如SEQ ID NO.2所示序列。

4.一种生物材料,其特征在于,所述生物材料为权利要求1~3任一项所述多肽相关的生物材料,为下述1)至4)中的任一种:

5.如权利要求4所述生物材料,其特征在于,所述核酸分子的核苷酸序列如SEQ IDNO.3所示。

6.如权利要求4或5所述生物材料,其特征在于,所述重组蛋白表达系统为原核微生物表达系统。

7.一种应用,其特征在于,如权利要求1~3任一项所述多肽或权利要求4~6任一项所述生物材料在外分泌表达制备目的蛋白方面的应用。

8.如权利要求7所述应用,其特征在于,如权利要求1~3任一项所述多肽或权利要求4~6任一项所述生物材料在制备抗菌肽中的应用;

9.抗菌肽融合蛋白,其特征在于,所述融合蛋白为USP45蛋白与抗菌肽进行融合外分泌表达得到的融合蛋白;

10.重组基因工程菌,其特征在于,采用如权利要求4~6任一项所述生物材料构建而成,用于外分泌表达如权利要求9所述抗菌肽融合蛋白。

...

【技术特征摘要】

1.促进目的蛋白外分泌表达用多肽,其特征在于,其氨基酸序列包含如seq id no.1所示序列。

2.如权利要求1所述的多肽,其特征在于,在如权利要求1所述多肽的羧基末端连接分泌增强肽。

3.如权利要求2所述的多肽,其特征在于,所述多肽的氨基酸序列为如seq id no.2所示序列。

4.一种生物材料,其特征在于,所述生物材料为权利要求1~3任一项所述多肽相关的生物材料,为下述1)至4)中的任一种:

5.如权利要求4所述生物材料,其特征在于,所述核酸分子的核苷酸序列如seq idno.3所示。

6.如权利要求4或5所述生物材料...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙亚伟王洁徐彦召赵恒章申姗姗孙华润胡建和王青杨雪峰郭利亚
申请(专利权)人:河南科技学院
类型:发明
国别省市:

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