多重能量共振转移蛋白及其制备方法和应用与流程

本发明涉及生物工程，具体地，涉及多重能量共振转移蛋白及其制备方法和应用。

背景技术：

1、上世纪90年代前后，科学家在临床和实验室就开始了有关皮肤光老化的研究，开始仔细、定量的评估光老化的影响。2012年新英格兰医学杂志发布一篇非常有名的报道，其中一副因常年单侧日晒，而导致半边脸部严重衰老的卡车司机照片，更使光老化概念进入了公众视野。直到现在，有关光老化作用机理、预防和治疗的多种研究仍是热点。

2、皮肤长时间受到日光照射，能引起涉及表皮层和真皮层的损害，称为光老化。包括皮肤组织改变、细胞成分和细胞外基质的改变，无序弹性蛋白和微纤维成分纤维蛋白的积累，以及真皮结缔组织的主要结构蛋白间质胶原的严重丢失，甚至基因损伤。表现为皮肤粗糙、增厚、皱纹增加、通透度下降、出现色斑、色沉、痤疮，严重的可出现各种良性或恶性肿瘤。

3、科学家发现光老化的原因主要是日光中可穿过大气层的uva和uvb紫外线。紫外线中的uva，即长波紫外线(320-400nm)，它的穿透力极强，可透过表皮直达真皮，让皮肤产生大量自由基，导致细胞膜的过氧化反应，使黑色素细胞产生更多的黑色素，并往上分布到表皮角质层，使皮肤晒黑甚至产生斑点；同时可导致脂质和胶原蛋白受损，引起皮肤老化甚至皮肤癌；紫外线中的uvb，即中波紫外线(290-320nm)，穿透力虽不及uva，但能到达皮肤表皮层，进而积累dna损伤，氧化应激增加，引起皮肤过敏、晒伤、红斑及晒斑。

4、随着蓝光在皮肤治疗领域的应用，它对人的不利影响也逐渐被认知。波长为400-440nm的可见光即蓝光，能激活自由基的产生，可对人体上皮细胞的线粒体造成损害。最新的研究表明，长时间暴露于蓝光环境，会造成色素沉着.蓝光的防护对于患有光敏性疾病或服用光敏药物的患者是有利的。

5、上世纪六十年代初，shimomura首次从水母中分离出绿色荧光蛋白(greenfluorescent protein，gfp)，此蛋白在高温下稳定(tm＝78℃)。荧光蛋白(fluorescentprotein，fp)是一类能被特定波长的紫外线激发产生荧光的蛋白，第65、66、67位氨基酸形成发色团。发色团的光学性质由一个与α-螺旋共价结合并埋藏在β-桶状结构内的三肽(残基65-67)的自催化形成。66位的芳香族氨基酸和咪唑啉酮基团的形成与发色团的缀合及其表现的广谱性质密切相关，将66位氨基酸突变成酪氨酸，苯丙氨酸，色氨酸或组氨酸等芳香族氨基酸会强烈影响光谱。鉴于紫外线对皮肤的损伤作用，以及人们对紫外线防护意识的逐渐增强，人们需求更加安全、高效的防晒剂，新型防晒剂的研发也成为许多科研工作者的重要研究方向。

6、长时间以来，人们都在用物理方法防晒，直到上世纪早期开始出现化学防晒品。众所周知，防护光老化所用的防晒剂，主要分为两类：一类物理防晒剂，可含二氧化钛、氧化锌等，其肤感厚重，如果制备成纳米颗粒，又容易被皮肤吸收；另一类化学防晒剂,比如抗氧化剂、光吸收和散射剂也会加重皮肤负担，部分在光分解之后会产生有毒渗透物。目前市场上防晒产品中的防晒剂主要为化学吸收剂和物理屏蔽剂，一些化学吸收剂在长时间光照下会发生分解反应，产生对人体有害的自由基或中间产物，或由于分子量过小渗透进入皮肤。物理屏蔽剂主要为tio2和zno，随着纳米防晒剂的发展，该类防晒剂常常制备成直径小于100nm的不溶性颗粒，但许多研究报道，由于这些颗粒过小，易渗透皮肤进入血液对人体造成伤害。

7、生物工程类防晒剂(如表皮生长因子、超氧化物歧化酶等)是利用生物工程技术研制出的防晒产品，其防晒效果主要是通过调节皮肤免疫功能，增加细胞活性，抵御及修复辐射损伤，进而加强化学防晒剂的防晒效果。

8、然而，目前的防晒剂还存在防晒效果低、无法有效降低紫外辐射损伤等缺点。因此，本领域迫切需要开发新的有效降低紫外辐射损伤的防晒剂。

技术实现思路

1、本发明的目的就是提供一种有效降低紫外辐射损伤的防晒剂及其应用。

2、在本发明的第一方面，提供了一种重组的多重能量共振转移蛋白，所述的多重能量共振转移蛋白具有以下特性：

3、当用第一波长w1的入射光照射所述多重能量共振转移蛋白时，所述多重能量共振转移蛋白对所述第一波长的入射光的能量进行共振转移，并发射第二波长w2的发射光，其中，第一波长w1为220-470nm，而第二波长w2为380-580nm。

4、在另一优选例中，所述的第一波长w1为220-420nm；和/或第二波长w2为380-530nm。

5、在另一优选例中，所述的共振转移为多重能量共振转移蛋白内部的共振转移。

6、在另一优选例中，所述共振转移包括：

7、将第一波长w1的入射光共振转化为第一过渡波长wt1的过渡光；以及

8、将所述第一过渡波长wt1的过渡光共振转化为第二波长w2的发射光。

9、在另一优选例中，所述共振转移包括：

10、将第一波长w1共振转化为第一过渡波长wt1的过渡光；以及

11、将所述第一过渡波长wt1的过渡光共振转化为第二过渡波长wt2的过渡光；

12、将所述第二过渡波长wt2的过渡光共振转化为第二波长w2的发射光。

13、在另一优选例中，第一过渡波长wt1为300-400nm。

14、在另一优选例中，第二过渡波长wt2为350-530nm。

15、在另一优选例中，所述的多重能量共振转移蛋白包括串联和/或偶联在一起的(a)至少一个第一能量共振转移元件和(b)至少一个第二能量共振转移元件；

16、其中，所述的第一能量共振转移元件将第一波长w1的入射光共振转化为过渡波长wt的过渡光；

17、而所述的第二能量共振转移元件将所述过渡波长wt的过渡光共振转化为第二波长w2的发射光。

18、在另一优选例中，所述的第一能量共振转移元件和第二能量共振转移元件为肽元件。

19、在另一优选例中，所述的多重能量共振转移蛋白具有式ia或ib所示结构：

20、z0-za-(l1-z1)m-(l2-z2)n-zb        (ia)

21、z0-za-(l2-z2)m-(l1-z1)n-zb        (ib)

22、式中，

23、z0为无、信号肽或纯化标签；

24、za为无、或多聚化标签(如strep ii tag)；

25、l1为无或接头；

26、z1为第一能量共振转移元件；

27、l2为无或接头；

28、z2为第二能量共振转移元件；

29、zb为无、纯化标签、或多聚化标签；

30、m为1、2、3或4；

31、n为1、2、3或4。

32、在另一优选例中，z1和z2中一个为紫色荧光蛋白及其衍生物或突变体，而另一个为蓝色荧光蛋白及其衍生物或突变体。

33、在另一优选例中，所述的第一能量共振转移元件包括：紫色荧光蛋白及其衍生物或突变体，例如seq id no:1中第15-253位所示的多肽元件。

34、在另一优选例中，所述的第二能量共振转移元件包括：蓝色荧光蛋白及其衍生物或突变体，seq id no:1中第262-500位所示的多肽元件。

35、在另一优选例中，所述的入射光包括紫外线(uva和/或uvb和/或uvc)、蓝光、或其组合。

36、在另一优选例中，所述多重能量共振转移蛋白具有seq id no:1、3、或5所示的氨基酸序列。

37、在另一优选例中，所述多重能量共振转移蛋白具有seq id no:1中第15-500位的氨基酸序列、seq id no:3中第15-500位的氨基酸序列、或seq id no:5中第15-500位的氨基酸序列。

38、在本发明的第二方面，提供了一种多核苷酸，所述的多核苷酸编码本发明第一方面所述的多重能量共振转移蛋白。

39、在另一优选例中，所述的多核苷酸具有seq id no:2、4或6所示的核苷酸序列。

40、在本发明的第三方面，提供了一种载体，所述的载体含有本发明第二方面所述的多核苷酸。

41、在另一优选例中，所述的载体包括表达载体。

42、在本发明的第四方面，提供了一种宿主细胞，所述的宿主细胞含有本发明第三方面所述的载体或基因组中整合有本发明第二方面所述的多核苷酸。

43、在另一优选例中，所述的宿主细胞包括原核细胞、真核细胞。

44、在另一优选例中，所述的宿主细胞包括大肠杆菌、芽孢杆菌、酵母,昆虫细胞。

45、在本发明的第五方面，提供了一种组合物，所述组合物含有本发明第一方面所述的多重能量共振转移蛋白以及载体。

46、在另一优选例中，所述的载体包括化妆品可接受的载体。

47、在另一优选例中，所述的载体包括药学上可接受的载体。

48、在另一优选例中，所述的组合物包括化妆品组合物。

49、在另一优选例中，所述的组合物包括眼用组合物。

50、在另一优选例中，所述的眼用组合物包括：眼药水、洗眼液、眼贴膜。

51、在本发明的第六方面，提供了一种产品，所述的产品含有本发明第一方面所述的的多重能量共振转移蛋白。

52、在另一优选例中，所述的产品包括化妆品、防晒产品、防蓝光产品(如眼药水)、防光老化产品。

53、在本发明的第七方面，提供了一种本发明第一方面所述的多重能量共振转移蛋白的用途，它被用于制备：

54、(a)用于防晒的组合物或产品；

55、(b)用于防蓝光的组合物或产品；

56、(c)用于防光老化的组合物或产品。

57、在本发明的第八方面，提供了一种制备本发明第一方面所述的多重能量共振转移蛋白的方法，包括步骤：

58、(i)在一培养体系中，培养本发明第四方面所述的宿主细胞，从而表达所述的多重能量共振转移蛋白；

59、(i i)从所述培养体系中，分离或纯化出所述的多重能量共振转移蛋白。

60、应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。