[发明专利]一种细胞膜成孔蛋白LjGSDM及其表达与应用

说明书

本发明涉及基因工程领域，尤其涉及一种细胞膜成孔蛋白LjGSDM及其表达与应用。本发明从日本七鳃鳗的肠组织中克隆得到了LjGSDM基因，其DNA序列如SEQ ID NO:2所示，该基因编码的蛋白LjGSDM，其氨基酸序列如SEQ IDNO:1所示。本发明的基因LjGSDM编码的蛋白能够识别并结合到细菌细胞膜上，并通过寡聚成孔将细胞膜裂解从而杀死细菌。同时LjGSDM不能从细胞外裂解细胞，用药时对宿主的细胞没有毒性是比较安全的杀菌肽，可用于制备治疗感染性疾病的药物。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，尤其涉及一种细胞膜成孔蛋白LjGSDM及其表达与应用。

背景技术

七鳃鳗(Lampetra japonicum)是一种古老的无颌类脊椎动物，体型细长类似鳗鱼，在眼睛的后面身体两侧各有七个鳃孔，所以由此得名。根据现存的七鳃鳗化石人们发现其出现在恐龙之前，是目前海洋动物中最原始的脊椎动物。是无脊椎动物进化成鱼类的一个中间点，在脊椎动物演化的过程中地位非常特殊。近年来，关于七鳃鳗的抗菌免疫方面的研究引起了广泛的关注，并在七鳃鳗中发现了不少具有重要意义的免疫相关基因。

细胞焦亡(Pyroptosis)是近年来新命名的一种程序性细胞死亡方式，它由Gasdermin家族蛋白介导在机体的抗菌感染过程中发挥关键作用。Gasdermin家族蛋白是介导细胞焦亡的核心分子，在高等哺乳动物中除了PJVK以外，Gasdermin家族蛋白的每个GSDM分子都有两个结构域：N-terminal成孔结构域和C-terminal抑制结构域。正常状态下这两个结构域相互“勾连”起来，处于自抑制状态。当被Caspase切割活化后会释放N-terminal成孔结构域。N端成孔结构域具有亲脂性能够与细胞内膜上的脂质结合并在细胞膜上聚集打孔。所以Gasdermin家族蛋白的N-terminal成孔结构域具有诱导细胞焦亡以及杀菌的作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种细胞膜成孔蛋白LjGSDM及其表达与应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：提供一种LjGSDM蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。

本发明在七鳃鳗的基因组中发现了Gasdermin家族蛋白的同源基因LjGSDM，但是LjGSDM只有一个成孔结构域没有抑制结构域，而且在静息状态下它在机体中的表达水平非常低，基因克隆的难度非常大。但是当七鳃鳗受到细菌感染后LjGSDM的表达水平会显著增加，特别是在腮和肠中上调表达的最为显著。同时我们还发现七鳃鳗的LjGSDM与其他Gasdermin家族蛋白不同，它不经过切割活化就能够特异性的识别并结合到细菌的细胞膜上，通过在细胞膜上寡聚成孔而裂解原生质体和细菌，对细菌的杀伤作用非常大。但是由于宿主细胞外膜与细菌细胞膜所含的脂质不同，LjGSDM不能够从细胞外裂解细胞，对宿主的细胞没有毒性，属于比较安全的抗菌肽。这种特性使得LjGSDM蛋白在制备治疗感染性疾病的药物以及在水产养殖业、医药卫生等领域具有广阔的开发应用前景。

本发明LjGSDM蛋白由289个氨基酸编码，等电点和分子量分别为8.7和31081.98道尔顿。

本发明同时提供一种LjGSDM基因，编码所述的LjGSDM蛋白。

作为本发明所述LjGSDM基因的优选实施方式，其碱基序列如SEQ ID NO:2所示。

本发明还提供包含所述LjGSDM基因的重组载体。

作为本发明所述重组载体的优选实施方式，所述载体为真核表达载体。

本发明提供包含所述LjGSDM基因的重组细胞。

作为本发明所述重组细胞的优选实施方式，所述细胞为HEK293T细胞。

本发明还提供一种表达LjGSDM蛋白的方法，包括以下步骤：