[发明专利]在原核系统中同时增强目的蛋白质表达量和可溶性的方法

说明书

本发明公开了在原核系统中同时增强目的蛋白质表达量和可溶性的方法，所述方法是通过使用基于Vip3蛋白质信号肽序列或其局部序列的新型融合标签，引导目的蛋白质的表达。由这类融合标签和目的蛋白质的编码基因形成的融合基因与大肠杆菌分子伴侣Trigger factor基因或其在其他生物中的同源基因在同一原核表达系统中共表达，能增强目的蛋白质的表达量和可溶性。本发明的重要性在于发明了一类新型的融合标签，其能够显著增强目的蛋白的表达量，同时，这类标签能够与已知特定分子伴侣互作，从而在保障表达量的前提下，可预见的增强目的蛋白质的可溶性，避免了依靠对不同分子伴侣的逐一尝试，才能确定增强未知目的蛋白质可溶性的传统方案，极大地提高了效率。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体是涉及一种在原核系统中同时增强目的蛋白质表达量和可溶性的方法。

背景技术

在利用原核系统表达重组目的蛋白质时，为了增加目的蛋白质的可溶性，防止包涵体的形成，可以利用多种可溶性标签调节，比如MBP(maltose-binding protein)(diGuanetal.1988；Kapust and Waugh，1999)标签，GST(glutathione-S-transferase)(Smithand Johnson，1988)标签、SUMO(small ubiquitin related modifier)(Butt et al.2005；Marblestone et al.2006)、NusA(N-utilization substance)(Davis et al.1999)标签和Trx(Thioredoxin)(Lavallie et al.1993)等。这类标签连接到目的蛋白质N端后，能够增加目的蛋白质溶解性，进而促使其更易形成正确的空间结构。有些标签还能增加目的蛋白的表达量。当然，不同标签对不同目的蛋白质表达的正效应差异较大，且目前不能预判特定的融合标签对哪种蛋白质有效促溶，均需要实验证明，因此开发新型的标签具有很好的应用前景。

细菌分泌信号肽(signal peptide，SP)能够将目的蛋白质转运到革兰氏阴性菌的周质空间或细菌的细胞外侧。在表达目的蛋白质时，使用信号信号肽能够防止目的蛋白质，尤其是毒性蛋白在胞内过度积累导致的细胞毒性，或者避免胞内蛋白酶对重组目的蛋白质的非预期降解，从而提高目的蛋白质的表达量。另外，部分目的蛋白质在细菌周质空间或保外能够更好的折叠，因此，分泌信号肽作为融合标签使用，还可以改善部分重组目的蛋白质的可溶性表达。

大部分分泌信号肽具备3个经典的区域，从N端到C端，依次为N-region，亲水性较强，净正电荷；H-region，疏水性较强；C-region，疏水性减弱。绝大多数分泌信号肽在转运过程中或转运后，会被相应的信号肽酶去除。本发明使用一种新型融合标签，即来自苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的分泌性杀虫蛋白Vip3(Estruch et al.1996；Crickmore et al.2020)的分泌信号肽(Vip3 signal peptide，Vsp)。该信号肽的最大特点是没有分泌信号肽的识别位点，因此，Vip3蛋白跨膜转运后依然携带其分泌信号肽。这一特点使其能够在多肽翻译完毕后，仍然能对重组目的蛋白质的可溶性和空间结构产生影响。