来源于四膜虫的TpyArsM蛋白及其编码基因和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种来源于四膜虫的TpyArsM蛋白及其编码基因和应用。本发明提供的蛋白质为如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列1衍生的蛋白质。本发明提供的TpyarsM基因具有以下优点：（1）对无机砷的胁迫响应灵敏；（2）在四膜虫细胞内行使的功能是将强毒性的无机砷转化为低毒性的有机砷；（3）具有高效转化无机砷的功能；（4）能将水体中的无机砷控制在食物链底端；（5）不污染环境。
【专利说明】来源于四膜虫的TpyArsM蛋白及其编码基因和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种来源于四膜虫的TpyArsM蛋白及其编码基因和应用。
【背景技术】
[0002]砷在自然界中广泛存在，其中以五价砷(五氧化二砷)和三价砷(三氧化二砷，俗称砒霜)为主的无机砷最为常见。已有研究表明，人类活动(如矿物挖掘和工业生产等过程)产生的无机砷会通过地表径流方式进入水体，随即通过胞饮和吞食在藻类、浮游动物等低等水生生物体内累积，经过食物链和食物网的运输，无机砷最后在高等生物体内蓄积，对野生动物、甚至人类造成严重的危害(包括皮肤癌、肺癌、自发流产、胃穿孔、乌脚病、儿童神经系统发育受损等)，慢性砷中毒已经成为危害人类健康的世界性问题。 [0003]五价砷(As (V))进入生物体后会首先被砷酸盐还原酶和/或谷胱甘肽还原成三价砷(As (III))，尽管后者具有更加强烈的毒性，但却是许多生物体中砷被代谢解毒的主要作用对象。强毒性的三价无机砷(As (III))在体内可被甲基转移酶进一步催化后转化为低毒性的有机砷，依次为单甲基砷(monomethylarsenate, MMA)、二甲基亚砷酸(dimethylarsenate, DMA)、三甲基亚砷酸(trimethylarsenite, TMA)以及三甲基砷酸酯(trimethylarsenate, TMAO)等有机砷产物,这是生物体内砷的解毒途径之一。
[0004]目前海水中的砷浓度稳定在0.5-2 μ g/L，淡水中的砷浓度依人类活动情况而定。但在部分地区，砷已严重危害人类健康，如孟加拉三角洲和中国分别有约3.6亿和2亿人口受到饮用水中砷含量超标的危害，此外，中国南方及部分东南亚地区以水稻为主食的人们还在食用砷富集的大米。所以，环境中的砷对人类健康存在严重的威胁，而采取一定的技术手段将环境中的砷进行高效转化，对于保护生态环境和保障人类健康具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种来源于四膜虫的TpyArsM蛋白及其编码基因和应用。
[0006]本发明提供的一种蛋白质，来源于梨形四膜虫，命名为TpyArsM蛋白，为如下(a)或(b):(a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列I衍生的蛋白质。
[0007]为了使(a)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。
[0008]表1标签的序列
[0009]
标签残基序列
Poly-Arg5-6 (通常为 5 个) RRRRR
【权利要求】
1.一种蛋白质，为如下(a)或(b): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； (b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列I衍生的蛋白质。
2.编码权利要求1所述蛋白质的基因。
3.如权利要求2所述的基因，其特征在于:所述基因为如下I)或2)或3)或4)的DNA分子: 1)编码区如序列表中序列2自5’末端第1407-2360位核苷酸所示的DNA分子； 2)序列表的序列2所不的DNA分子； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码具有相同功能的蛋白的DNA分子; 4)与I)或2)限定的D NA序列具有90%以上同源性且编码具有相同功能的蛋白的DNA分子。
4.含有权利要求2或3所述基因的表达盒、重组载体、转基因细胞系或重组菌。
5.权利要求1所述蛋白质在参与将四膜虫中的砷转化过程中的应用。
6.一种培育对砷的耐逆性降低的转基因四膜虫的方法，包括如下步骤:抑制四膜虫中权利要求2或3所述基因的表达，得到对砷的耐逆性降低的转基因四膜虫。
7.一种培育砷转化能力降低或丧失的转基因四膜虫的方法，包括如下步骤:抑制四膜虫中权利要求2或3所述基因的表达，得到砷转化能力降低或丧失的转基因四膜虫。
8.—种DNA分子，自上游至下游依次包括同源臂甲和同源臂乙；所述同源臂甲如序列表的序列3自5’末端第9-1401位核苷酸所示，所述同源臂乙如序列表的序列3自5’末端第3466-4827位核苷酸所示。
9.一种培育对砷的耐逆性增加的转基因四膜虫的方法，包括如下步骤:在四膜虫中过表达权利要求2或3所述基因，得到对砷的耐逆性增强的转基因四膜虫。
10.一种培育砷转化能力增加的转基因四膜虫的方法，包括如下步骤:在四膜虫中过表达权利要求2或3所述基因，得到砷转化能力增强的转基因四膜虫。
【文档编号】C12N1/15GK103739695SQ201410001904
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】缪炜, 朱永官, 袁冬霞, 叶军, 熊杰, 畅悦 申请人:中国科学院水生生物研究所, 中国科学院城市环境研究所