[发明专利]一种可提高蛋白分泌效率的信号肽及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，特别涉及一种可提高蛋白分泌效率的信号肽及其应用。

背景技术

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一类革兰氏阳性好氧型杆菌，在工业酶生产中有着广泛的应用。与其它原核表达系统相比，以枯草芽孢杆菌作为宿主进行蛋白表达具有如下优势:1、遗传背景清晰，已完成全基因组测序；2、没有密码子偏爱性；3、发酵简单，对营养无特殊要求；4、拥有一套高效蛋白分泌系统，并且经其分泌的蛋白质多具有生物活性与天然的构象；5、无致病性，不产生任何内毒素。

近年来，对于枯草芽孢杆菌表达分泌系统及相关分泌元件有了较为深入的研究，其中信号肽序列的筛选作为一种有效提高目的蛋白分泌产量的策略手段，被广泛应用于各种工业酶的生产中。信号肽是位于新生分泌蛋白质及细胞膜蛋白N端的一段特有的氨基酸序列，它对于蛋白的跨膜分泌效率有着重大的影响。信号肽序列一般不具有明显的氨基酸序列保守性，一般由带有正电荷的N结构域、富含疏水氨基酸的H结构域以及带有负电荷的C结构域组成。有研究结果表明分泌蛋白与信号肽之间存在着适配性的问题，不同信号肽引导同一蛋白分泌效率差异显著。因此，研究枯草芽孢杆菌自身不同种类的信号肽对于实现外源基因的高效表达及分泌机制等均有重要意义。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可提高蛋白分泌效率的信号肽。

本发明的另一目的在于提供所述可提高蛋白分泌效率的信号肽的编码基因。

本发明的又一目的在于提供所述可提高蛋白分泌效率的信号肽的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种可提高蛋白分泌效率的信号肽，所述信号肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

编码所述可提高蛋白分泌效率的信号肽的基因，其核苷酸序列选自如下任一序列：

(a)如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列或者其互补序列；

(b)对SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列进行一个或多个核苷酸取代、缺失或添加所获得的，具有与SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列相同的作为信号肽功能的核苷酸序列或者其互补序列。

含上述任一所述可提高蛋白分泌效率的信号肽的基因的重组表达载体、重组基因工程菌、转基因细胞系或表达盒均属于本发明的保护范围。

所述的重组基因工程菌为将上述任一所述可提高蛋白分泌效率的信号肽的基因融合到需要表达基因的N端，使融合后的基因编码的蛋白的N端融合有相应信号肽；优选为分泌β-半乳糖苷酶能力提高的基因工程菌，或为能分泌转谷氨酰胺酶的基因工程菌；更优选为枯草芽孢杆菌基因工程菌。

所述的可提高蛋白分泌效率的信号肽在提高目的蛋白分泌表达中的应用。

所述的目的蛋白为耐热β-半乳糖苷酶或转谷氨酰胺酶。

所述的目的蛋白分泌表达为在原核表达系统中分泌表达；优选为在枯草芽孢杆菌中分泌表达。

所述的枯草芽孢杆菌优选为枯草芽孢杆菌ATCC6051(B.subtilis ATCC6051)。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明通过从枯草芽孢杆菌同源蛋白信号肽库中，构建各种信号肽与β-半乳糖苷酶编码基因相结合的表达载体，结合高通量的筛选方法，筛选出能提高β-半乳糖苷酶分泌的信号肽。同时构建该信号肽与转谷氨酰胺酶酶原编码基因相结合的表达载体，实现了转谷氨酰胺酶酶原的分泌表达。

2、本发明提供了一种氨基酸片段，具有很强的分泌表达活性的信号肽，能实现外源基因的高表达，特别是为枯草芽孢杆菌表达外源基因提供了有效的元件。

3、本发明通过融合信号肽，可以使β-半乳糖苷酶分泌量增加，酶活得到进一步提高。本发明通过融合信号肽，实现转谷氨酰胺酶酶原分泌表达。

附图说明

图1是实施例1中扩增biobrick的PCR产物电泳图；其中，泳道M为marker DNA，泳道1为biobrick的PCR扩增产物。

图2是实施例1中质粒pBEp43s-biobrick-bgaB和质粒pBEp43-SP-bgaB构建示意图。

图3是实施例2中扩增SPylaE片段电泳图；其中，泳道M为marker DNA，泳道1为SPylaE片段。

图4是实施例2中表达质粒pBEp43-SPylaE-proMTG的构建示意图。