[发明专利]一种基于血红素结合域的可视化蛋白表达融合标签的应用

说明书

【技术领域】

本发明属于蛋白质表达纯化技术领域，具体涉及一种基于血红素结合域的可视化蛋白表达融合标签的应用。

【背景技术】

重组蛋白表达技术现已广泛应用于生物学各个领域。将外源基因转入大肠杆菌、酵母菌等宿主细胞中进行表达以获得目的蛋白，是科学研究以及生产过程中获取所需蛋白质的重要方法。然而，许多外源蛋白的可溶性表达量很低或者形成不具有活性包涵体。目前，有许多方法可以提高重组蛋白的可溶性表达，其中将目的蛋白和标签蛋白融合表达是提高目的蛋白可溶性的有效手段。标签蛋白是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和纯化等。随着技术的不断发展，研究人员相继开发出了具有各种不同功能的蛋白标签。大量实践证明，合理使用标签蛋白可增加目标蛋白的表达量，促进目标蛋白的正确折叠。而一些亲和标签，如谷胱甘肽S-转移酶(GST tag)、组氨酸标签(His tag)、麦芽糖结合蛋白(MBP)等，还可用于蛋白的纯化(Curr Opin Biotechnol.2006,17(4):353-358)。但是目前使用的融合标签种类还不足，由于蛋白质结构和性质的多样性，没有一种通用的融合标签能解决提高所有的异源蛋白的表达可溶性问题，也没有一种融合标签可以用于纯化所有的蛋白，因此开发新型的标签蛋白对异源蛋白的可溶性表达及纯化具有重要意义。

除了重组蛋白的可溶性表达问题，另一个制约重组蛋白表达技术的是蛋白质的纯化。尽管目前组氨酸标签(His tag)、谷胱甘肽S-转移酶(GST tag)和麦芽糖结合蛋白(MBP)等多种标签已经广泛用于重组蛋白的亲和层析纯化。但是这些标签蛋白在可见光下均为无色，无法实现重组蛋白在表达及纯化过程中的持续可视化跟踪。如果借助融合蛋白标签能实现重组蛋白表达过程及其纯化过程的肉眼可视化，不仅能够提高蛋白表达条件优化的效率，而且在后续纯化中能实时监测蛋白纯化效率及纯度。例如，可以通过肉眼观察菌体和菌体破碎液的颜色判定重组蛋白的可溶性表达量；通过测定特定可见光波长下重组蛋白的吸光度就可以获得重组蛋白的浓度。近年来，来源于细胞色素P450还原酶的黄素单核苷酸结合域(～21kDa)以及来源于细胞色素b5的血红素结合域(～13kDa)被用于融合蛋白标签，在可见光下这两个标签的颜色分别为黄色和红色(Biotechniques.2005,38(3):387-392；Protein Sci.2010,19(10):1830-1839)。然而由于这两种蛋白标签在大肠杆菌中的可溶性表达较低，并没有得到广泛应用。因此，开发能增加重组蛋白可溶性表达并且实现可视化的融合标签具有重要的应用价值。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种包含血红素结合域的可视化融合标签在蛋白质表达纯化中的应用，可以解决通过肉眼观察重组蛋白在表达及纯化过程中变化的问题。

本发明所要解决的问题是针对现有的肉眼可视化融合标签的种类很少，提供更多的可视化融合标签用于目标蛋白的表达，具体是提供一种包含来源于人胱硫醚β-合酶的血红素结合域片段基因的氨基酸序列，其序列如序列表中SEQ ID NO:1所示；

SEQ ID NO:1

Met Gly Ser Ser His His His His His His Ser Ser Gly Met Pro Ser Glu Thr Pro Gln Ala Glu Val Gly Pro Thr Gly Cys Pro His Arg Ser Gly Pro His Ser Ala Lys Gly Ser Leu Glu Lys Gly Ser Pro Glu Asp Lys Glu Ala Lys Glu Pro Leu Trp Ile Arg Pro Asp Ala Pro Ser Arg Cys Thr Trp Gln Leu Gly Arg Pro Ala Ser Glu Ser Pro His His His Thr Ala Pro Ala Lys Ser Pro Lys Ile Leu Pro Asp Ile Leu Lys Lys Ile Gly Asp Thr Pro Met Val Arg Ile Asn Lys Ile Gly Lys Lys Phe Gly Leu Lys Cys Glu Leu Leu Ala Lys Cys Glu Leu Val Pro Arg Gly Ser；