绿脓杆菌的AhpF蛋白质的新活性及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种来源于绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)的AhpF蛋白质及其应用，所述AhpF蛋白质具有硫氧还蛋白还原酶、过氧化物酶及分子伴侣活性。利用本发明专利技术的绿脓杆菌的AhpF的新活性能够制备出对氧化胁迫或热胁迫等多种环境胁迫具有强的耐性的植物体，从而能够在增加农作物的生产性及大量生产有用成分方面做出贡献，并且能够通过开发出对高温和干燥具有抵抗性的转化植物体来防止沙漠化和环境污染。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种来源于绿脓杆菌(Pseudomonasaeruginosa)的AhpF蛋白质及其应用，所述AhpF蛋白质具有硫氧还蛋白还原酶(thioredoxinreductase；TR)、硫氧还蛋白(thioredxoin；Trx)、过氧化物酶(peroxidase；Prx)及分子伴侣(chaperone)活性。更具体地，本专利技术涉及一种具有环境胁迫耐性的生物体及其制备方法。所述具有环境胁迫耐性的生物体是通过重新确认了绿脓杆菌的AhpF蛋白质除了具有已知的硫氧还蛋白还原酶功能以外，还具有过氧化物酶及分子伴侣活性的基础上，并利用该新的活性将编码所述AhpF蛋白质的基因导入到生物体中而制备的。
技术介绍
在有氧代谢过程或生物个体暴露在多种胁迫条件下产生活性氧(ROS)(FinkelT.，Curr.Opin.CellBiol.15：247-254，2003)。这种活性氧会对生物性巨分子(蛋白质、脂质、核酸等)带来阻碍氧化功能或结构变化等的严重危害，并成为诸多疾病的原因(Neumannetal.，Nature，424：561-565，2003)。所有的有氧生物体为了使自身免受因氧化胁迫或活性氧而引起的蛋白质的变性(denaturation)，以及为了使自身免受由上述变性诱导的蛋白质的聚集(aggregation)的影响而具有多种抗氧化蛋白质和热冲击蛋白质等多种形态的分子性分子伴侣。其中，具代表性的是革兰阴性菌，然而通过院内感染(nosocomialinfections)被发现的、作为人类的伺机性致病菌(opportunistichumanpathogen)的绿脓杆菌对活性氧具有强力的防御机制。作为具体的防御机制，可以举例如，具有2个超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)、3个过氧化氢酶(catalase，CAT)及4个Ahp还原酶(reductase)。另外，据报道，所述Ahp还原酶系统在除了绿脓杆菌的多种微生物中起到对氧化胁迫的防御系统的作用。Ahp还原酶系统通过催化有机过氧化物或氢过氧化物的NAD(P)H的依赖性还原而在生物体中起到去除有害的活性氧的功能。据报道，Ahp还原酶系统通常由AhpF-AhpC构成，其中，AhpF(烷基过氧化氢还原酶亚基F，alkylhydroperoxidereductasesubunitF)由1566bp的多核苷酸、521个氨基酸组成，其分子量为56kDa。如下图所示，已知在现有的大肠杆菌(E.coli)或鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium)等中被报道过的Ahp还原酶系统中的Ahpc和AhpF分别起到了分离的作用。即，大肠杆菌或鼠伤寒沙门氏菌等的一般的AhpF起到从NAD(P)H接受电子并向AhpC传递电子的还原酶的作用，AhpC起到去除过氧化氢的过氧化物酶的作用。因此，一直认为为了有效地去除活性氧，AhpF和AhpC都是必需的。然而，本专利技术人第一次确认了绿脓杆菌的AhpF不仅具有已知为现有微生物的一般AhpF功能-还原酶活性，而且还同时具有已知为AhpC的活性的过氧化物酶活性及分子伴侣活性等，即，最先确认了一个AhpF蛋白质具有多种功能，并且确认了这种AhpF蛋白质的活性依赖于结构，从而完成了本专利技术。
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术的一个目的在于，提供一种具有硫氧还蛋白还原酶、过氧化物酶及分子伴侣活性的AhpF蛋白质。本专利技术的另一目的在于，提供一种绿脓杆菌的AhpF蛋白质的硫氧还蛋白还原酶活性得到增加的变异体、分子伴侣活性得到增加的所述AhpF的高分子性结合体、以及过氧化物酶活性得到增加的AhpF的低分子性结合体。本专利技术的又一目的在于，提供一种包含编码所述绿脓杆菌的AhpF蛋白质的多核苷酸的用于增强生物体环境胁迫抵抗性的组合物及转化了所述多核苷酸的具有环境胁迫抵抗性的植物体。技术方案为了解决本专利技术的一个目的，本专利技术提供一种绿脓杆菌的AhpF蛋白质，所述蛋白质同时具有硫氧还蛋白还原酶、硫氧还蛋白、过氧化物酶及分子伴侣活性。本专利技术的绿脓杆菌的AhpF蛋白质优选具有SEQIDNO：1的氨基酸序列，但并不限定于此。为了解决本专利技术的另一目的，本专利技术提供一种绿脓杆菌的AhpF蛋白质的变异体，所述绿脓杆菌的AhpF蛋白质的变异体是SEQIDNO：1的氨基酸序列中的第342位的氨基酸半胱氨酸(cysteine)被丝氨酸(serine)或丙氨酸(alanine)取代的变异体。另外，本专利技术提供一种所述AhpF蛋白质的高分子性结合体及低分子性结合体。所述AhpF蛋白质的高分子性结合体的特征为，其分子伴侣活性得到增加，分子量至少为500-2000kDa。另外，所述AhpF蛋白质的低分子性结合体的特征为，其过氧化物酶活性得到增加，分子量至少为100-250kDa。为了解决本专利技术的又一目的，本专利技术提供一种用于增强生物体的环境胁迫抵抗性的组合物，所述组合物包含一种载体，所述载体导入有编码绿脓杆菌的AhpF蛋白质的多核苷酸。另外，本专利技术提供一种转化了表达绿脓杆菌的AhpF蛋白质的重组载体的农杆菌属(Agrobacterium)微生物。本专利技术还提供一种转化植物体，所述转化植物体过量表达本专利技术所述的AhpF蛋白质，从而具有环境胁迫抵抗性。另外，本专利技术提供一种制备具有环境胁迫抵抗性的植物体的方法，其特征为，所述方法是将包含有编码所述AhpF蛋白质的多核苷酸的重组载体转化到植物体中。下面，将详细说明本专利技术。本专利技术中所使用的术语、技术等在没有被具体限定的情况下，以本专利技术所属
中通常使用的意思来定义。另外，将对重复的说明进行省略。本专利技术的一个实施方式涉及一种绿脓杆菌的AhpF蛋白质，所述绿脓杆菌的AhpF蛋白质同时具有硫氧还蛋白还原酶、硫氧还蛋白、过氧化物酶及分子伴侣活性。所述绿脓杆菌的AhpF蛋白质优选具有SEQIDNO：1的氨基酸序列，但并不限定于此。即使所述AhpF蛋白质的氨基酸的一部分发生变形或受到损失，如果如本专利技术一样同时具有硫氧还蛋白还原酶、过氧化物酶及分子伴侣活性，并且是普通的技术人员能够容易地导出的、具有90％以上的同源性的绿脓杆菌的AhpF蛋白质，则均包括在本专利技术的范围内。已知现有的绿脓杆菌的AhpF蛋白质只具有硫氧还蛋白还原酶(TR)及硫氧还蛋白(Trx)活性，本专利技术第一次确认了绿脓杆菌的AhpF不仅具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)的AhpF蛋白质，其特征在于，所述绿脓杆菌的AhpF蛋白质具有硫氧还蛋白还原酶、硫氧还蛋白、过氧化物酶及分子伴侣活性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.17 KR 10-2013-01119161.一种绿脓杆菌(Pseudomonasaeruginosa)的AhpF蛋白质，其
特征在于，所述绿脓杆菌的AhpF蛋白质具有硫氧还蛋白还原酶、硫
氧还蛋白、过氧化物酶及分子伴侣活性。
2.根据权利要求1所述的绿脓杆菌的AhpF蛋白质，其特征在于，
所述AhpF蛋白质具有SEQIDNO：1的氨基酸序列。
3.一种绿脓杆菌的AhpF蛋白质的高分子性结合体，其特征在于，
所述绿脓杆菌的AhpF蛋白质的高分子性结合体为权利要求1中所述
的AhpF蛋白质的高分子性结合体，其分子伴侣的支撑酶(holdase)
活性得到提高，分子量至少为500-2000kDa。
4.一种绿脓杆菌的AhpF蛋白质的低分子性结合体，其特征在于，
所述绿脓杆菌的AhpF蛋白质的低分子性结合体为权利要求1中所述
的AhpF蛋白质的低分子性结合体，其过氧化物酶活性得到增加，分
子量至少为100-250kDa。
5.一种绿脓杆菌的AhpF蛋白质的变异体，其特征在于，所述绿
脓杆菌的AhpF蛋白质的变异体是权利要求2中所述的SEQIDNO：1
的氨基酸序列中的第342位的氨基酸半...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁炳晔，苏希尔·辛格，李承式，裴亨祐，李省范，
申请(专利权)人：韩国原子力研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR