一種位點突變的嗜熱異常球菌IrrE蛋白及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種位點突變的嗜熱異常球菌IrrE蛋白，具體涉及功能域優(yōu)化的嗜 熱異常球菌Dge 〇0395同源蛋白，以及該類蛋白在增強原核宿主對干燥、氧化和紫外線輻照 抗性方面的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] IrrE是嗜熱異常球菌（Deinococcus geothermalis)重要的調(diào)控蛋白，由 Dge〇0395基因編碼。根據(jù)NCBI (美國國立生物技術(shù)信息中心）數(shù)據(jù)庫的信息，目前發(fā)現(xiàn)的 Dge〇0395同源蛋白共有23個。已知Dge 〇0395能夠特異性響應(yīng)脅迫信號，提高該菌株本身 抗擊基因的表達(dá)。
[0003] 但目前未見嗜熱異常球菌中的Dgeo0395蛋白在增強其他生物干燥、氧化和紫外 線輻照抗性功能的研宄報道。也未見到對此類蛋白的關(guān)鍵功能基序進(jìn)行分析，并通過定點 突變使功能優(yōu)化的報道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是對Dge〇0395基因編碼蛋白的關(guān)鍵功能基序進(jìn)行優(yōu)化，獲得調(diào)控 能力更好的新蛋白序列，以大大提高重組菌株的抗性。
[0005] 本發(fā)明通過同源建模方式分析調(diào)控蛋白Dgeo0395的結(jié)構(gòu)域。發(fā)現(xiàn)Dgeo0395由三 個結(jié)構(gòu)域組成，其中HTH結(jié)構(gòu)域是參與靶標(biāo)基因啟動子結(jié)合作用。其HTH結(jié)構(gòu)域由3個a 螺旋（a 6、a 7和a 8)組成。
[0006] 其中a 7螺旋上含有重要的功能域基序"154LAELA159"。目前NCBI數(shù)據(jù)庫中23 個Dge〇0395的同源蛋白的蛋白序列中均含有此段功能域基序序列，而且，此段功能域基序 僅發(fā)現(xiàn)于異常球菌屬（Deinococcus)菌株（圖1)。
[0007] 本發(fā)明利用氨基酸定點突變的方法，通過抗逆實驗結(jié)果，分析比較此段基序中的 不同位點氨基酸殘基對整個調(diào)控蛋白Dge 〇0395抗逆作用的影響，找到了對嗜熱異常球菌 調(diào)控蛋白Dge〇0395的重要功能域基序154LAELAR159進(jìn)行氨基酸優(yōu)化的突變方式。
[0008] 具體研宄工作如下：
[0009] Dge〇0395基因的功能域基序的氨基酸優(yōu)化
[0010] 1)對嗜熱異常球菌Dgeo0395的氨基酸序列（如SEQ ID NO. 2所示）進(jìn)行結(jié)構(gòu)域 功能分析。并對其重要的功能域基序154LAELAR159 (如SEQ ID NO. 3所示），進(jìn)行氨基酸定 點突變。
[0011] 以下是Dge〇0395氨基酸序列，其中，下劃線部分是功能域基序154LAELAR159。 MTQGQTPPEELSADPSPETGALAPAKARMRELATAYARRLPGLDTHSLMSGLDATLTFMPMGDRDGAYDPEH RVVLINSRVRPERQRFTLAHEISHALLLGDDDLLSDLHDAYEGERLEQVIETLCNVGAAAILMPETLIDEL LARFGPSGRAi Al I.AKRADVSASSALYALAERTSVPVLYAVCAVSRLEAESGEERLPEKALTVRASAGSPGVKYS LRPGTLIPDDHPVAVALETRLPITQESYVPFRSGRRMPAYVDAFPERQRVLVSFALLPKATKGGEQDESGV
[0012] 所述定點突變是功能域基序154LAELAR159上第二位丙氨酸（155A)和/或第五位 丙氨酸（158A)突變?yōu)榻z氨酸。
[0013] 其中，功能域基序154LAELAR159中第二位的丙氨酸突變?yōu)榻z氨酸，序列如SEQ ID NO. 4所示；第五位的丙氨酸突變?yōu)榻z氨酸，序列如SEQ ID NO. 5所示。見下表：
[0014] 表lDge〇0395基因的功能域基序的氨基酸優(yōu)化
[0015]
【主權(quán)項】
1. 嗜熱異常球菌（Deinococcus geothermalis)IrrE蛋白及其同源蛋白中的功能域 基序154LAELAR159在抗逆功能改造中的應(yīng)用，所述154LAELAR159的核苷酸序列如SEQ ID NO. 3所示。
2. 權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，所述改造是將SEQ ID NO. 3所示氨基酸序列的第二位丙氨 酸或第五位丙氨酸突變?yōu)榻z氨酸。
3. 權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，所述抗逆功能改造是提高細(xì)胞抗氧化、抗紫外輻照和抗 干燥功能。
4. 權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，所述抗逆是抗紫外輻照脅迫。
5. 權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，所述嗜熱異常球菌（Deinococcus geothermalis)IrrE 蛋白是Dge〇0395蛋白及其同源蛋白。
6. 權(quán)利要求1或5所述的應(yīng)用，所述同源蛋白是NCBI數(shù)據(jù)庫中以下23個蛋白： ProteinID 分別是：WP019588002.1、EYB67551.1、WP034358392.1、WP034387888.1、 WP034408305. U WP034406652. U WP040381646. U WP029483991. U WP034419261. U WP039685814. 1、WP012692245. 1、WP043817964. 1、WP043779788. 1、WP017871397. 1、 WP010886813. U WP034350714. U WP014686212. U WP013615637. U WP013556095. U WP027482769. UAFZ68368. U WP041231581. U WP034339224. 1〇
【專利摘要】本發(fā)明用位點突變方式對嗜熱異常球菌Deinococcus geothermalis中的IrrE蛋白及其同源蛋白進(jìn)行了功能基序的氨基酸優(yōu)化，將功能域基序154LAELAR159中第二位或第五位丙氨酸突變?yōu)榻z氨酸。實驗證明，功能域優(yōu)化序列能夠顯著提高IrrE蛋白及其同源蛋白的抗逆功能，尤其是對其表達(dá)菌株的紫外脅迫抗性作用可提高10倍以上。
【IPC分類】C12R1-01, C12N15-31, C07K14-195, C12N15-70
【公開號】CN104830873
【申請?zhí)枴緾N201510236790
【發(fā)明人】張維, 周正富, 陳明, 林敏
【申請人】中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月11日