專利名稱：耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶基因及其編碼的多肽和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遺傳工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶基因及其編碼的多肽及制備該多肽的方法。
背景技術(shù)：
耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶(phosphoheptose isomerase)的編碼基因?yàn)間mhA，該酶的作用是催化ADP-L-甘油-D-甘露型庚糖(ADP-L-glycero-D-mannoheptose)的生物合成過(guò)程中的第一步反應(yīng)。而且在腸細(xì)菌中，該耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶是保守的，而這些腸細(xì)菌的脂多糖內(nèi)部核心都含有甘油甘露庚糖，這表明該耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶是脂多糖內(nèi)部核心的保守性生物合成途徑的必要成份。
耐高溫編碼磷酸異構(gòu)酶含有501個(gè)氨基酸，其推測(cè)分子量為23805道爾頓。L-甘油-D-甘露型庚糖(L-glycero-D-manno heptose)是某些腸道和非腸道革蘭氏陰性細(xì)菌的脂多糖核心區(qū)的典型組分。
脂多糖(lipopolysaccharide)(縮寫為L(zhǎng)PS)是革蘭氏陰性細(xì)菌外膜的整合性組分，由脂質(zhì)A連接于一核心寡糖。某些微生物中脂多糖含有一個(gè)O-特異性表面多糖，它又與核心的末端殘基連接。核心寡糖含一由3-脫氧-D甘露型辛酮糖酸及L-甘油-D-甘露型庚糖組成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)域還含一由己糖和N-乙酰氨基葡糖組成的外結(jié)構(gòu)域。通過(guò)與膜其他組分相互作用而維持外膜結(jié)構(gòu)的完整性并為外來(lái)的有害化合物及一些抗菌素的進(jìn)入提供物理屏障。大腸桿菌和酵母菌在脂多糖內(nèi)部核心有缺陷的突變體其膜孔蛋白質(zhì)急劇降低，并且不能在含有去污劑、膽鹽或抗生素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。
因此，磷酸庚糖異構(gòu)酶酶在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，及醫(yī)藥業(yè)具有重要的應(yīng)用前景。
本發(fā)明涉及的騰沖嗜熱厭氧菌(Thermoanaerobacter tangcongensis)，是生活在我國(guó)云南省騰沖縣的熱泉中的一種微生物，是一種嗜熱的真細(xì)菌(eubacteria)，最適生長(zhǎng)溫度為75攝氏度，厭氧生長(zhǎng)，革蘭氏染色反應(yīng)呈陽(yáng)性。它是由中國(guó)科學(xué)院微生物所首先發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行了分類學(xué)上的分析。菌種保存在中國(guó)微生物保存中心MB4T(Chinese collection of microorganisms AS 1.2430T＝JCM 11007T)。該嗜熱厭氧菌是我國(guó)特有的一個(gè)物種，其體內(nèi)所具有的耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶也具有自己特有的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及嗜熱厭氧菌的磷酸庚糖異構(gòu)酶基因的分離及表達(dá)。以騰沖嗜熱厭氧菌全基因組測(cè)序與分析為基礎(chǔ)，克隆分離了耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶基因。運(yùn)用該基因生產(chǎn)耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的轉(zhuǎn)基因微生物或動(dòng)植物，并回收獲得該基因編碼的酶。另外，本發(fā)明還提供了具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽的氨基酸序列及功能等同體。同時(shí)，本發(fā)明還提供了制備，分離，純化具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽的方法。
本發(fā)明的目的之一是提供一種分離的，編碼具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽的核苷酸序列。
本發(fā)明的目的之二是提供一種分離的，具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性多肽。
本發(fā)明的目的之三是提供了含有編碼耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的DNA的重組載體、含有前述重組載體的宿主細(xì)胞，以及生產(chǎn)該蛋白的方法。
本發(fā)明一方面提供了一種編碼具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽的核苷酸序列。該核苷酸序列能編碼具有序列表SEQ ID NO.2中的氨基酸序列的多肽或所述多肽的修飾形式，該修飾形式功能上相當(dāng)或與磷酸庚糖異構(gòu)酶相關(guān)。核苷酸序列具有序列表SEQ ID NO.1的多核苷酸序列以及它的突變形式，突變類型包括缺失、無(wú)義、插入、錯(cuò)義。
本發(fā)明另一方面提供一種耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽。該多肽具有序列表SEQ ID No.2中的氨基酸序列的多肽、或其保守性變異多肽、或其活性片段、或其活性衍生物。
本發(fā)明提供的制備耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的方法，它包括以下步驟1)分離出核苷酸序列如序列表SEQ ID NO.1所示的編碼耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的基因2)構(gòu)建含有如步驟1)所述的基因的核苷酸序列的表達(dá)載體；3)將步驟2)中表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞，形成能生產(chǎn)耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的重組細(xì)胞；4)培養(yǎng)步驟3)中的重組細(xì)胞；5)分離、純化得到耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶。


圖1是測(cè)序文庫(kù)構(gòu)建步驟流程圖；
圖2是測(cè)序與數(shù)據(jù)分析流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了分離的，編碼耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽的核苷酸分子，該核苷酸分子是通過(guò)對(duì)騰沖嗜熱厭氧菌全基因組測(cè)序與分析而獲得的，具有序列表SEQ.ID NO.1所示的核苷酸序列。它編碼了具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的有501個(gè)氨基酸的多肽，該多肽的推測(cè)分子量為23805道爾頓。
本發(fā)明還涉及一種重組載體，該載體包含本發(fā)明的分離的核苷酸分子，以及包含有重組載體的宿主細(xì)胞。同時(shí)，本發(fā)明包括構(gòu)建該重組載體和宿主細(xì)胞的方法，以及利用重組工程技術(shù)生產(chǎn)磷酸庚糖異構(gòu)酶的方法。
本發(fā)明進(jìn)一步地提供了一種分離的耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶或多肽，其特征在于具有序列表SEQ.ID NO.2所示的氨基酸序列，或至少70％相似，更佳地，至少具有90％，95％，99％的相同。
在本發(fā)明中，“分離的”DNA是指該DNA或片段已從天然狀態(tài)下位于其兩側(cè)的序列中分離出來(lái)，還指該DNA或片段已經(jīng)與天然狀態(tài)下伴隨核酸的組份分開(kāi)，而且已經(jīng)與在細(xì)胞中伴隨其的蛋白質(zhì)分開(kāi)。
在本發(fā)明中，“耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶基因”指編碼具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽的核苷酸序列，如序列表SEQ.ID NO.1的核苷酸序列及其簡(jiǎn)并序列。該簡(jiǎn)并序列是指該序列中有一個(gè)或多個(gè)密碼子被編碼相同氨基酸的簡(jiǎn)并密碼子所取代后而產(chǎn)生的序列。由于公知的密碼子的簡(jiǎn)并性，所以與SEQ IDNO.1核苷酸序列同源性低至約70％的簡(jiǎn)并序列也能編碼出序列表SEQ ID NO.2所述的氨基酸序列。該術(shù)語(yǔ)還包括能在中度嚴(yán)謹(jǐn)條件下，更佳地在高度嚴(yán)謹(jǐn)條件下與序列表SEQ ID NO.1的核苷酸序列雜交的核苷酸序列。該術(shù)語(yǔ)還包括與序列表SEQ ID NO.1核苷酸序列同源性至少70％，較佳地至少80％，更佳地至少90％，最佳地至少95％的核苷酸序列。
在本發(fā)明中，“分離的”蛋白的多肽是指其至少占樣品總物質(zhì)的至少20％，較佳地至少50％，更佳地至少80％，最佳地至少90％(按干重或濕重計(jì))。純度可以用任何合適的方法進(jìn)行測(cè)量，如用柱層析，PAGE或HPLC法測(cè)量多肽的純度。分離的多肽基本上不含天然狀態(tài)下的伴隨其的組份。
在本發(fā)明中，“耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶”指具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的序列表SEQ ID NO.2序列的多肽。該術(shù)語(yǔ)還包括序列表SEQ ID NO.2序列的變異體，這些變異體具有與天然耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶相同的功能。這些變異體包括(但不限于)若干個(gè)氨基酸的缺失，插入和/或取代，以及在C末段和/或N末端添加一個(gè)或數(shù)個(gè)氨基酸，也可以是不影響序列的修飾形式上的差異。例如，為本領(lǐng)域所公知的，用性能相近或相似的氨基酸進(jìn)行取代時(shí)，通常不會(huì)改變蛋白質(zhì)的功能。又比如，在C末段和/或N末端添加一個(gè)或數(shù)個(gè)氨基酸通常也不會(huì)改變蛋白質(zhì)的功能。該術(shù)語(yǔ)還包括耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的活性片段和活性衍生物。
在本發(fā)明中，可選用本領(lǐng)域已知的各種載體，如市場(chǎng)上銷售的各種質(zhì)粒、粘粒、噬菌體及反轉(zhuǎn)錄病毒等。在生產(chǎn)本發(fā)明的耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶時(shí)，可以將耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶基因序列可操作地連于表達(dá)調(diào)控序列，從而形成耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶表達(dá)載體。該表達(dá)載體含有復(fù)制起始點(diǎn)和表達(dá)調(diào)控序列，啟動(dòng)子，增強(qiáng)子和必要的加工信息位點(diǎn)。表達(dá)載體還必須含有可供選擇的標(biāo)記基因，如a)提供對(duì)抗生素或其它毒性物質(zhì)(氨芐青霉素，卡那霉素，氨甲蝶呤等)的抗性的蛋白質(zhì)或b)互補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)缺陷型蛋白質(zhì)或c)提供復(fù)合培養(yǎng)基中沒(méi)有的必需營(yíng)養(yǎng)成分的蛋白質(zhì)。各種不同宿主的合適標(biāo)記基因是本領(lǐng)域中所熟知或生產(chǎn)廠商說(shuō)明書(shū)注明的。這些表達(dá)載體可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的重組DNA技術(shù)制備，如可參考Sambrook等人的做法(1989)，或Ausubel等人的做法(1992)。
重組表達(dá)載體可以用本領(lǐng)域熟知的方法引入宿主細(xì)胞，這些方法包括電轉(zhuǎn)化法，氯化鈣法，基因槍法等。將外源重組載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞的過(guò)程稱為“轉(zhuǎn)化”。通過(guò)培養(yǎng)宿主細(xì)胞，誘導(dǎo)所需蛋白的表達(dá)，并通過(guò)本領(lǐng)域所熟知的蛋白分離技術(shù)，如柱層析等得到所需的蛋白質(zhì)。也可采用固相技術(shù)等人工合成該蛋白質(zhì)。
在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“宿主細(xì)胞”包括原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。常用的原核細(xì)胞如大腸桿菌，枯草桿菌等。常用的真核細(xì)胞如酵母細(xì)胞，或各種動(dòng)植物細(xì)胞。本發(fā)明的耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶基因全長(zhǎng)序列或其片段通?？梢杂肞CR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))擴(kuò)增法，重組法，或人工合成的方法獲得。對(duì)于PCR擴(kuò)增法?？筛鶕?jù)本發(fā)明所公開(kāi)的有關(guān)核苷酸序列來(lái)設(shè)計(jì)引物，用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)方法制備的嗜熱厭氧菌全基因組DNA為模板，擴(kuò)增而得到有關(guān)序列。一旦獲得了有關(guān)序列，就可以將其克隆入有關(guān)載體，再轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞，然后通過(guò)常規(guī)方法從增殖后的宿主細(xì)胞中分離得到大批量的有關(guān)序列。
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，例如Sambrook等人，分子克隆實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)(NewYorkCold Spring Harbor Laboratory Press，1989)中所述的條件，或按照制造廠商所建議的條件。實(shí)施例l構(gòu)建測(cè)序文庫(kù)測(cè)序文庫(kù)的構(gòu)建采用全基因組霰彈法(shotgun)進(jìn)行。首先培養(yǎng)騰沖嗜熱厭氧菌，培養(yǎng)方法按(Yanfen Xue，2000)改進(jìn)的MB培養(yǎng)基(Balch et al.，1979)，按Marmur(1961)方法收集細(xì)菌，提取總DNA。為了保證測(cè)序文庫(kù)構(gòu)建的隨機(jī)性，最大程度地避免產(chǎn)生斷裂熱點(diǎn)的問(wèn)題，采用多種方法、不同條件的建庫(kù)原則。先采用物理剪切方法(包括超聲波法及用Hydroshear Machine進(jìn)行剪切)，其次根據(jù)該菌基因組特征選用AluI進(jìn)行隨機(jī)部分酶切。物理剪切時(shí)采用不同強(qiáng)度處理樣品，酶切時(shí)通過(guò)設(shè)置酶量梯度處理樣品。處理后的樣品經(jīng)平末端處理后，采用電泳分部收集1.5-4kb DNA片段，與去磷酸化的經(jīng)SmaI酶切的pUC18進(jìn)行連接，連接產(chǎn)物通過(guò)電轉(zhuǎn)化E.coli DH5α構(gòu)建了隨機(jī)測(cè)序的文庫(kù)。同時(shí)，為了便于以后重疊群(contig)的搭接還構(gòu)建了長(zhǎng)插入片段(10kb左右)的測(cè)序文庫(kù)(將基因組DNA以Sau3AI隨機(jī)部分酶切，電泳收集10kb左右的片段，與去磷酸化的經(jīng)BamHI酶切的pUC18進(jìn)行連接、構(gòu)建文庫(kù))。該文庫(kù)經(jīng)兩個(gè)末端的測(cè)序在構(gòu)建完成圖(finishing)的過(guò)程中可以得到重疊群(contig)之間的關(guān)系，并可以解決較大的洞(gap)對(duì)補(bǔ)洞造成的困難。建庫(kù)流程如(見(jiàn)圖1)。
Phred進(jìn)行Basecalling的算法原理，是根據(jù)軌跡中各個(gè)峰的形狀，間距，以及信噪比等因素，判斷堿基類型，同時(shí)對(duì)這個(gè)堿基給出可信度信息，即堿基的測(cè)序質(zhì)量。
在大規(guī)模測(cè)序中，測(cè)序質(zhì)量的監(jiān)控是十分重要的，它直接影響對(duì)測(cè)序的決策，包括文庫(kù)的構(gòu)建，覆蓋率的大小。同時(shí)對(duì)測(cè)序?qū)嶒?yàn)中可能出現(xiàn)的失誤能及時(shí)反饋。
2)序列拼接所謂序列拼接，就是把全基因組霰彈法(又稱鳥(niǎo)槍法)隨機(jī)測(cè)序得到的樣品序列組裝成連續(xù)的重疊群(contig)，主要利用它們之間的重疊序列作參考。考慮到測(cè)序中存在載體的影響，需要先對(duì)樣品序列進(jìn)行去載體處理。這里所用的軟件cross match和后面拼接所用的軟件Phrap都是美國(guó)Washington大學(xué)的軟件(Gordon D，Abajian C，1998)，其基本原理為Swith-Waterman算法(WatermanMS，1990)。這是一種動(dòng)態(tài)算法，在考慮了兩兩序列之間的比較之后，可以得到一組序列的公有序列(consensus sequence)。去除載體后的樣品序列再用Phrap進(jìn)行拼接。在拼接時(shí)，堿基的測(cè)序質(zhì)量也被考慮了，所得到的公有序列各堿基的可信度，由組成該公有序列的樣品的測(cè)序質(zhì)量計(jì)算得到。
3)基因注釋在大體得到基因組的大部分序列(完成工作框架圖)后，就需要對(duì)基因組進(jìn)行注釋，包括進(jìn)行開(kāi)放閱讀框架(Open Reading Frame，ORF)的預(yù)測(cè)，基因功能的預(yù)測(cè)，以及特殊RNA片段的分析等。
第一步采用缺省參數(shù)的GLIMMER2.0(Delcher，A.L.，Harmon，D.1999)和ORPHEUS(Frishman，D.1998)軟件預(yù)測(cè)基因編碼序列，然后所有預(yù)測(cè)的開(kāi)讀框和非編碼區(qū)(intergenic region)都用BLAST軟件(Altschul，S.F.et al.1997)與NCBI(美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心)的無(wú)冗余蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)(non-redundant proteindatabase)比較來(lái)發(fā)現(xiàn)可能漏掉的基因。在判斷一個(gè)基因的起始點(diǎn)時(shí)，將參考各種相關(guān)信息，如序列同源性，核糖體結(jié)合位點(diǎn)，可能的信號(hào)肽序列和啟動(dòng)子序列等。如果在一個(gè)開(kāi)放閱讀框內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)啟動(dòng)子時(shí)，一般采用第一個(gè)啟動(dòng)子作為基因的起始點(diǎn)。采用TransTerm軟件(Ermolaeva，M.D.2000)在非編碼區(qū)預(yù)測(cè)不依賴于Rho(ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止子。如果該終止子位于一個(gè)基因的下游區(qū)的太遠(yuǎn)處，則可能暗示一個(gè)小基因的丟失或測(cè)序錯(cuò)誤人為地縮短了該基因，可作為進(jìn)一步分析的參考。在確定移框突變和點(diǎn)突變時(shí)，主要根據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的蛋白質(zhì)的相似性來(lái)判斷。如果出現(xiàn)一個(gè)蛋白質(zhì)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)彼此相鄰的編碼序列的情況，則被認(rèn)為是一個(gè)無(wú)活性基因(假基因seudogenes)，因?yàn)檫@說(shuō)明這兩個(gè)編碼序列之間由于突變而產(chǎn)生異常中止現(xiàn)象，進(jìn)而使基因失去活性。所有分析結(jié)果再用Artemis sequence viewer軟件(Rutherford，K.et al.2000)進(jìn)行手工分析。一些明顯與其它編碼序列有重疊的開(kāi)讀框，長(zhǎng)度小于150堿基對(duì)并且在已有數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有同源性和其中沒(méi)有明顯的啟動(dòng)子或終止區(qū)域的開(kāi)放閱讀框?qū)⒈蝗コ?br> 蛋白質(zhì)的功能片段(motif)和功能區(qū)域(domain)分別采用與Pfam、PRINTS、PROSITE、ProDom和SMART數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)分析，結(jié)果再用InterPro數(shù)據(jù)庫(kù)(Apweiler，R.et al.2001)進(jìn)行匯總分析。根據(jù)NCBI的COGs數(shù)據(jù)庫(kù)(Tatusov，R.L.et al.2001)并且參照其他數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢結(jié)果來(lái)確定蛋白質(zhì)在COGs分類中的功能分類和可能的代謝途徑。用TMHMM軟件(Krogh，A.et al.2001)來(lái)確認(rèn)膜蛋白、ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和跨膜功能域。采用革蘭氏陰性菌為參數(shù)，用SIGNALP2.0軟件(Nielsen，H.et al.1999)分析信號(hào)肽區(qū)域。
4)補(bǔ)洞在完成基因組的工作框架圖之后，就要進(jìn)行更加困難的補(bǔ)洞工作，即完成整個(gè)基因組100％的測(cè)序，得到一個(gè)環(huán)形基因組。主要工作就是把前面得到的contig連接起來(lái)。這是一項(xiàng)十分具體而又繁雜的工作。主要方法包括A.利用測(cè)序中的正反向測(cè)序樣品信息在測(cè)序過(guò)程中，我們有意對(duì)某些樣品進(jìn)行了雙向測(cè)序，即同時(shí)測(cè)序某個(gè)插入片段的兩端，再將所得序列與其他序列一起進(jìn)行拼接。由于這一對(duì)序列在基因組上的關(guān)系一定，它們之間的距離大致已知，根據(jù)這一信息，一可以確認(rèn)某段contig是否可靠，二是當(dāng)這一對(duì)序列分別位于不同的contig上時(shí)，可以確定這兩個(gè)contig的方向關(guān)系和位置關(guān)系，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提供參考。B.長(zhǎng)插入片段及裝備型載體粘粒(Cosmid)末端測(cè)序基于同樣的原理，我們可以構(gòu)建不同長(zhǎng)度的插入片段文庫(kù)，只對(duì)其兩端測(cè)序，然后拼接，分析其具體位置。這些文庫(kù)包括長(zhǎng)度為9-12Kb的長(zhǎng)插入片段庫(kù)和20-40Kb左右的Cosmid文庫(kù)。具體分析方法同上所述。C.PCR和末端延伸(Walking)實(shí)驗(yàn)根據(jù)上述步驟A和B所提供的contig的方向和位置關(guān)系，進(jìn)一步的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)就可以進(jìn)行了。如設(shè)計(jì)一對(duì)引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，或以某一contig末端序列合成引物進(jìn)行末端延伸(Walking)來(lái)補(bǔ)洞等。實(shí)施例4磷酸庚糖異構(gòu)酶的制備和提純根據(jù)實(shí)施例中基因注釋得到的磷酸庚糖異構(gòu)酶基因全長(zhǎng)編碼序列(SEQ IDNO.1)，設(shè)計(jì)出能擴(kuò)增出完整編碼閱讀框的引物，并在正反引物上分別引入限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)，以便構(gòu)建表達(dá)載體。以實(shí)施例1中獲得的測(cè)序文庫(kù)的質(zhì)粒DNA為模板，經(jīng)PCR擴(kuò)增后，在保證閱讀框正確的前提下重組至pGEX-2T載體(Pharmacia，Piscataway，NJ)。再將重組載體轉(zhuǎn)化入大腸桿菌DH5α中(轉(zhuǎn)化方法為CaCL2法或電轉(zhuǎn)化法)。篩選鑒定的到含有表達(dá)載體的工程菌DH5α-pGEX-2T-gmhA。
挑取單菌落的工程菌DH5α-pGEX-2T-gmhA于3ml含100μg/ml氨芐青霉素的LB培養(yǎng)基中振搖培養(yǎng)37℃過(guò)夜，按1∶100的濃度吸取培養(yǎng)液于新的LB培養(yǎng)基(含100μg/ml氨芐青霉素)中培養(yǎng)約3小時(shí)，至OD600達(dá)0.5后，加入IPTG至終濃度1mmol/L，繼續(xù)于37℃分別培養(yǎng)0，1，2，3小時(shí)。取培養(yǎng)時(shí)間不同的1ml菌液離心，在細(xì)菌沉淀物中加入裂解液(2×SDS上樣緩沖液50μl，蒸餾水45μl，二巰基乙醇5μl)，混懸細(xì)菌沉淀，沸水浴中煮5分鐘，10000rpm離心1分鐘，上清加入12％SDS-PAGE膠中電泳。染色后觀察預(yù)期分子量大小的蛋白量隨IPTG誘導(dǎo)時(shí)間增加而增加的菌株即為表達(dá)所需蛋白的工程菌。
按上述方法誘導(dǎo)表達(dá)所需蛋白的工程菌后，將細(xì)菌離心沉淀，按每400ml菌加入20ml PBS飽和的50％谷胱苷肽Sepharose 4B，37℃振搖結(jié)合30分鐘，10000rpm離心10分鐘沉淀結(jié)合了所需蛋白的谷胱苷肽Sepharose 4B，棄上清。按每毫升超聲液所得沉淀加入100μl還原型谷胱苷肽洗脫液，室溫置10分鐘，上清即為洗脫的蛋白。重復(fù)洗脫兩次。洗脫的上清保存于-80℃，并進(jìn)行SDS-PAGE SEQ ID NO.1電泳，檢測(cè)純化效果。在23805道爾頓處的蛋白質(zhì)條帶即為磷酸庚糖異構(gòu)酶。
序列表<110>杭州華大基因研發(fā)中心<120>耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶基因及其編碼的多肽和制備方法<160>2<170>PatentIn Version 3.1<210>1<211>651<212>DNA<213>騰沖嗜熱厭氧菌(Thermoanaerobacter tangcongensis)<220><221>gene<222>(1)...(651)<223>n＝a或g或c或t<400>1atgaaaaaaa gcttaaactg ggggatgctt gatgagttag taagtagatt tccggaactt 60aaatatctgg agagctctat taaaacagct gcagaggtta ttatagagtc atatgaaaaa 120ggtggaaagc tacttgtatg tggtaatggt ggaagtgcag ctgattcgga acatatagta 180ggggagcttt taaaaggctt catgaagaaa aggctgctaa atgtggagac tataaacaag 240ctaaagaagt ttgactttcc atggggaaat atccttgctg aaaagttaca gggtggacta 300ccagctattt ctcttaccgc tcacacagct tttttgactg cttttatgaa tgatgtagat 360ccggatttag tttttgccca gcaagttttg gcattaggga agaaggaaga tgttttgata 420gcactaacta cttctggcaa ttctaaaaac attttgtatg ccctttatac agcgaaagct 480ttagaaatga caagtatatg ctttactggg gaaagtggag gaaaagcaaa agagatatgt 540gatgtattat tgaatgttcc tgcaaacgtt actcataagg ttcaagagta tcatttacct 600atttatcacg ccctatgtgg aattatagaa gaatatttct ttgaagaata a 651<210>2<211>501<212>PRT<213>騰沖嗜熱厭氧菌(Thermoanaerobacter tangcongensis)<400>2Met Gly Glu Val Leu Ile Arg Met Glu Asn Ile Ser Lys Glu Phe Pro1 5 10 15Gly Val Lys Ala Leu Lys Asn Val Asn Phe Glu Ile Lys Lys Gly Glu20 25 30Val His Ala Leu Val Gly Glu Asn Gly Ala Gly Lys Ser Thr Leu Ile35 40 45Lys Ile Leu Ser Gly Val Tyr Ser Lys Asp Ser Gly Lys Ile Tyr Phe50 55 60Asp Gly Arg Glu Val Glu Ile Asn Ser Pro Lys Glu Ala Gln Gln Leu65 70 75 80Gly Ile Ser Val Ile His Gln Glu Leu Asn Leu Cys Leu His Leu Thr
85 90 95Val Ala Gln Asn Ile Phe Leu Gly Arg Glu Phe Val Lys Asn Gly Val100 105 110Ile Asp Glu Lys Lys Gln Asn Glu Glu Ala Lys Lys Ile Leu Glu Lys115 120 125Leu Asn Val Asn Ile Asp Pro Ala Glu Tyr Val Lys Asn Leu Ser Val130 135 140Ser Arg Gln Gln Met Val Glu Ile Ala Lys Ala Ile Ser Met Glu Ala145 150 155 160Lys Val Ile Ile Met Asp Glu Pro Thr Ser Ala Ile Ser Glu Lys Glu165 170 175Thr Glu Glu Leu Phe Lys Val Ile Gly Glu Leu Lys Lys Gln Gly Lys180 185 190Ser Ile Ile Tyr Ile Ser His Arg Leu Glu Glu Leu Asn Arg Ile Val195 200 205Asp Arg Val Thr Val Leu Arg Asp Gly Glu His Ile Ile Thr Ala Asn210 215 220Phe Arg Asp Leu Thr Ile Asp Asp Ile Ile Arg Tyr Met Val Gly Arg225 230 235 240Lys Leu Glu Glu Lys Tyr Pro Arg Val Tyr Val Asn Arg Gly Lys Lys245 250 255Ile Leu Glu Val His Gly Leu Ser Gln Gly Thr Arg Leu Lys Asp Ile260 265 270Ser Phe Asp Leu Tyr Glu Gly Glu Ile Leu Gly Phe Ala Gly Leu Val275 280 285Gly Ala Gly Arg Thr Glu Val Ala Arg Ala Ile Phe Gly Ala Asp Lys290 295 300Phe Asp Lys Gly Glu Ile Leu Ile Asn Gly Lys Lys Val Glu Ile Asn305 310 315 320Ser Pro Ile Asp Ala Ile Lys Asn Gly Leu Ala Tyr Val Pro Glu Asp325 330 335Arg Lys Leu Thr Gly Leu Ala Leu Asn Leu Ser Val Leu Ala Asn Ile
340 345 350Thr Leu Ala Thr Met Asp Asn Val Val Asn Met Leu Ser Val Ile Asn355 360 365Ser Val Lys Glu Arg Lys Ile Gly Glu Lys Ile Ile Arg Asp Leu Lys370 375 380Ile Lys Thr Pro Ser Leu Phe Gln Arg Val Gln Asn Leu Ser Gly Gly385 390 395 400Asn Gln Gln Lys Val Ile Val Gly Arg Trp Leu Leu Arg Glu Pro Gln405 410 415Ile Tyr Ile Phe Asp Glu Pro Thr Arg Gly Ile Asp Val Gly Ala Lys420 425 430Ile Glu Ile Tyr Asn Ile Leu Asn Asn Leu Lys Gln Glu Gly Lys Gly435 440 445Ile Ile Val Ile Ser Ser Glu Leu Pro Glu Ile Met Gly Ile Thr Asp450 455 460Arg Val Val Val Met Cys Glu Gly Arg Ile Thr Ala Ile Leu Glu Thr465 470 475 480Ser Lys Thr Thr Gln Glu Glu Ile Met Tyr Tyr Ala Thr Leu Tyr Lys485 490 495Lys Glu Arg Ser Asn500
權(quán)利要求
1.一種分離的DNA分子，其特征在于是編碼具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶蛋白活性的多肽的核苷酸序列。
2.如權(quán)利要求1所述的DNA分子，其特征在于所說(shuō)的核苷酸序列編碼具有SEQ.ID NO.2中的氨基酸序列的多肽或該多肽的修飾形式，該修飾形式功能上相當(dāng)或與耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶相關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的DNA分子，其特征在于所說(shuō)的核苷酸序列具有SEQ ID NO.1的多核苷酸序列以及它的突變形式，突變類型包括缺失、無(wú)義、插入、錯(cuò)義。
4.一種分離出的多肽，其特征在于它具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性。
5.如權(quán)利要求4所述的多肽，其特征在于它具有SEQ ID No.2中的氨基酸序列的多肽、或其保守性變異多肽、或其活性片段、或其活性衍生物。
6.一種載體，其特征在于它含有權(quán)利要求1中之DNA。
7.一種宿主細(xì)胞，其特征在于它是用權(quán)利要求6所述載體轉(zhuǎn)化的原核細(xì)胞或真核細(xì)胞。
8.一種制備耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)分離出核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的編碼耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的基因2)構(gòu)建含有如步驟1)所述的基因的核苷酸序列的表達(dá)載體；3)將步驟2)中表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞，形成能生產(chǎn)耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的重組細(xì)胞；4)培養(yǎng)步驟3)中的重組細(xì)胞；5)分離、純化得到耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶基因及其編碼的多肽和制備方法。它涉及編碼具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性或其功能等同變異體的分離的DNA及利用重組DNA技術(shù)以所述分離的DNA生產(chǎn)具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽或其功能等同變異體。本發(fā)明以騰沖嗜熱厭氧菌全基因組測(cè)序與分析為基礎(chǔ),克隆分離了耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶基因。本發(fā)明涉及利用該基因生產(chǎn)耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶的轉(zhuǎn)基因微生物或轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物,并回收獲得該基因編碼的酶。另外,本發(fā)明還提供了具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽的氨基酸序列及功能等同體。同時(shí),本發(fā)明還提供了制備、分離、純化具有耐高溫磷酸庚糖異構(gòu)酶活性的多肽的方法。
文檔編號(hào)C12N15/61GK1379108SQ02110738
公開(kāi)日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2002年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月1日
發(fā)明者包其郁, 汪建, 張小英, 胡松年, 李志杰 申請(qǐng)人:杭州華大基因研發(fā)中心