[发明专利]一种雨生红球藻硒蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物工程领域，特别是一种雨生红球藻硒蛋白及其编码蛋 白与应用。

背景技术

硒是一种人体必需的微量营养元素，参与许多重要的细胞活动，硒元素被 认为与动物发育、免疫功能、抑制病毒等有密切关系，缺硒将导致一系列重要 的生理过程失调，引起心脏病、神经肌肉失调、癌症与炎症以及不育。中国大 陆大部分地区是低硒带，如果人体硒含量长期低于0.1mg/kg,就会导致肝坏死、 冠心病、心肌损坏、扩张性心肌炎、大骨关节病、克山病、溶血性贫血、肝癌、 胃癌、结肠癌及胰腺癌等疾病。相对于过量的无机硒对生物体具有一定毒性， 在我国补硒提倡采用安全性更高的有机硒强化剂。

在有机硒中，硒蛋白是具有活性的氨基酸，其具有一个以上硒代半胱氨酸 (Sec)。硒元素掺入半胱氨酸后，成为活性中心。在蛋白质转录翻译中，UGA 通常作为终止密码子，而在硒蛋白中，由于有SBP2、SECIS、EFSec等结构的 存在，使得Sec-tRNA能将UGA密码子编码成Sec从而翻译成硒蛋白。

在漫长的进化历史中，植物、真菌和部分昆虫中丢失了硒蛋白，而低等藻 类、动物保留了硒蛋白组，表明硒蛋白具有的重要生理功能，在强大的选择压 力下仍然保留下来。L.Adam等2014研究表明，Sec突变成无硒的半胱氨酸之 后，硒蛋白TR1的催化活性大幅降低。而且在硒蛋白中，硫氧还蛋白还原酶(TR) 是一种关键硒酶，作为位于细胞核或者细胞质的胞浆酶，对维护免疫细胞氧化 还原尤为重要。TR与硫氧还蛋白形成正常细胞中主要的二硫化物还原体系，调 节活性氧水平，调整细胞氧化还原功能，与细胞的生长、信号转导及表型有着 密切的联系。

发明内容

首先，本发明提供一种雨生红球藻硒蛋白，雨生红球藻硒蛋白－硫氧还蛋 白还原酶(Thioredoxinreductase,HpTR1)，来源自雨生红球藻SAG192.80，所 述的雨生红球藻硒蛋白具有的氨基酸残基序列如序列表中SEQIDNo:2所示， 或是将SEQIDNo：2的氨基酸残基序列的一个或几个(不超过10个)氨基酸 残基取代和/或缺失和/或添加，且与上述蛋白具有相同活性的经SEQIDNo：2 衍生的氨基酸残基序列。

其次，本发明提供雨生红球藻硒蛋白的编码基因，其cDNA基因选自下述 核苷酸序列之一或几种：

(1)序列表中SEQIDNo：1的DNA序列；

(2)编码序列表中SEQIDNo：2蛋白质序列的核苷酸片段；

(3)在高严谨条件下能与序列表中SEQIDNo：1限定的DNA序列 杂交的核苷酸序列,即在短时间内(几小时)、低盐、高温条件下进行杂交，避免 错配可能性；

(4)同序列表中SEQIDNo：1限定的DNA序列有90％以上同源性 且编码相同功能蛋白质的DNA序列。

进一步的，所述基因序列的开放阅读框是SEQIDNo：3自5’端第25 位至1632位碱基。

含有上述的硒蛋白编码基因序列的表达载体、转基因细胞系或宿主菌属于 本专利的保护范围。

再次，本发明提供一种提高雨生红球藻硒蛋白含量的方法，所述方法是将 硒蛋白编码基因转入植物中，所述的硒蛋白编码基因来自下列核苷酸之一或几 种：

(1)序列表中SEQIDNo：1的DNA序列，或

(2)编码序列表中SEQIDNo：2蛋白质序列的核苷酸片段，或

(3)在高严谨条件下能与序列表中SEQIDNo：1限定的DNA序列 杂交的核苷酸序列，或

(4)同序列表中SEQIDNo：1限定的DNA序列有90％以上同源性 且编码相同功能蛋白质的DNA序列。

最后，本发明中硒蛋白编码基因在提高植物硒蛋白含量上的应用也属于本 发明保护的范畴，如转入雨生红球藻。

本发明的有益效果在于，提供一种安全性更高的有机硒蛋白，以及编码基 因。

附图说明