一种位点突变的嗜热异常球菌IrrE蛋白及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种位点突变的嗜热异常球菌IrrE蛋白，具体涉及功能域优化的嗜 热异常球菌Dge 〇0395同源蛋白，以及该类蛋白在增强原核宿主对干燥、氧化和紫外线辐照 抗性方面的应用。
【背景技术】
[0002] IrrE是嗜热异常球菌（Deinococcus geothermalis)重要的调控蛋白，由 Dge〇0395基因编码。根据NCBI (美国国立生物技术信息中心）数据库的信息，目前发现的 Dge〇0395同源蛋白共有23个。已知Dge 〇0395能够特异性响应胁迫信号，提高该菌株本身 抗击基因的表达。
[0003] 但目前未见嗜热异常球菌中的Dgeo0395蛋白在增强其他生物干燥、氧化和紫外 线辐照抗性功能的研宄报道。也未见到对此类蛋白的关键功能基序进行分析，并通过定点 突变使功能优化的报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是对Dge〇0395基因编码蛋白的关键功能基序进行优化，获得调控 能力更好的新蛋白序列，以大大提高重组菌株的抗性。
[0005] 本发明通过同源建模方式分析调控蛋白Dgeo0395的结构域。发现Dgeo0395由三 个结构域组成，其中HTH结构域是参与靶标基因启动子结合作用。其HTH结构域由3个a 螺旋（a 6、a 7和a 8)组成。
[0006] 其中a 7螺旋上含有重要的功能域基序"154LAELA159"。目前NCBI数据库中23 个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 仅发现于异常球菌属（Deinococcus)菌株（图1)。
[0007] 本发明利用氨基酸定点突变的方法，通过抗逆实验结果，分析比较此段基序中的 不同位点氨基酸残基对整个调控蛋白Dge 〇0395抗逆作用的影响，找到了对嗜热异常球菌 调控蛋白Dge〇0395的重要功能域基序154LAELAR159进行氨基酸优化的突变方式。
[0008] 具体研宄工作如下：
[0009] Dge〇0395基因的功能域基序的氨基酸优化
[0010] 1)对嗜热异常球菌Dgeo0395的氨基酸序列（如SEQ ID NO. 2所示）进行结构域 功能分析。并对其重要的功能域基序154LAELAR159 (如SEQ ID NO. 3所示），进行氨基酸定 点突变。
[0011] 以下是Dge〇0395氨基酸序列，其中，下划线部分是功能域基序154LAELAR159。 MTQGQTPPEELSADPSPETGALAPAKARMRELATAYARRLPGLDTHSLMSGLDATLTFMPMGDRDGAYDPEH RVVLINSRVRPERQRFTLAHEISHALLLGDDDLLSDLHDAYEGERLEQVIETLCNVGAAAILMPETLIDEL LARFGPSGRAi Al I.AKRADVSASSALYALAERTSVPVLYAVCAVSRLEAESGEERLPEKALTVRASAGSPGVKYS LRPGTLIPDDHPVAVALETRLPITQESYVPFRSGRRMPAYVDAFPERQRVLVSFALLPKATKGGEQDESGV
[0012] 所述定点突变是功能域基序154LAELAR159上第二位丙氨酸（155A)和/或第五位 丙氨酸（158A)突变为丝氨酸。
[0013] 其中，功能域基序154LAELAR159中第二位的丙氨酸突变为丝氨酸，序列如SEQ ID NO. 4所示；第五位的丙氨酸突变为丝氨酸，序列如SEQ ID NO. 5所示。见下表：
[0014] 表lDge〇0395基因的功能域基序的氨基酸优化
[0015]
【主权项】
1. 嗜热异常球菌（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应用，所述154LAELAR159的核苷酸序列如SEQ ID NO. 3所示。
2. 权利要求1所述的应用，所述改造是将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变为丝氨酸。
3. 权利要求1或2所述的应用，所述抗逆功能改造是提高细胞抗氧化、抗紫外辐照和抗 干燥功能。
4. 权利要求3所述的应用，所述抗逆是抗紫外辐照胁迫。
5. 权利要求1或2所述的应用，所述嗜热异常球菌（Deinococcus geothermalis)IrrE 蛋白是Dge〇0395蛋白及其同源蛋白。
6. 权利要求1或5所述的应用，所述同源蛋白是NCBI数据库中以下23个蛋白： ProteinID 分别是：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
【专利摘要】本发明用位点突变方式对嗜热异常球菌Deinococcus geothermalis中的IrrE蛋白及其同源蛋白进行了功能基序的氨基酸优化，将功能域基序154LAELAR159中第二位或第五位丙氨酸突变为丝氨酸。实验证明，功能域优化序列能够显著提高IrrE蛋白及其同源蛋白的抗逆功能，尤其是对其表达菌株的紫外胁迫抗性作用可提高10倍以上。
【IPC分类】C12R1-01, C12N15-31, C07K14-195, C12N15-70
【公开号】CN104830873
【申请号】CN201510236790
【发明人】张维, 周正富, 陈明, 林敏
【申请人】中国农业科学院生物技术研究所
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月11日