一种按植物偏爱密码子设计人工合成胸腺素α１基因序列，其特征在于，包括：根据植物偏爱密码子设计的编码具有生物活性胸腺素α１多肽的核苷酸序列，而且核苷酸序列与ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ．５中从核苷酸第１８－１０４位的核苷酸序列有至少７５％的同源性；或者核苷酸序列能在中度严紧条件下与ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ．５中从核苷酸第１８－１０４位的核苷酸序列杂交。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种植物基因序列，特别是一种按植物偏爱密码子设计人工合成胸腺素α1(Thymosin-α1，Tα1)基因序列，属于基因工程领域。
技术介绍
胸腺素α1(Thymosin-α1，Tα1)在临床被广泛应用于免疫缺陷、感染和自身免疫性疾病，如对肝炎(HBV、HCV)、爱滋病(HIV)、癌症(cancer)和糖尿病(diabetes)治疗取得了满意的效果(Ohta Y et al 1983，Kullavanuaya P et al 2001，AmarapurkarD and Das HS 2002。此前对给人类带来巨大恐慌的“SARS”的治疗，胸腺素曾被指定为临床主要用药。目前胸腺素α1的生产主要通过组织提取、化学合成法和基因工程法，由于组织来源有限和化学合成的成本高，使胸腺素α1在临床应用受限。利用基因工程法生产胸腺素α1具有很大的潜力，尤其是通过基因工程方法用植物作为生物反应器生产胸腺素α1在安全性和降低成本方面具有更大优势。文献检索和查新发现，通过基因工程法生产胸腺素α1(Tα1)目前主要利用大肠杆菌(Escherichia coli)表达系统。Xiu Z Y et al(Sheng Wu Gong Cheng XueBao，2002，18(5)541-545)和Korobko VG et al(Bioorg Khim，1992，18(5)646-659)均在大肠杆菌中成功地表达了人源的胸腺素α1。不过所表达产品需经过纯化加工才能在临床应用。纯化加工需要有必要培养基和设备支持，这就提高了胸腺素α 1生产成本；在加工过程中还存在二次污染和所用试剂对胸腺素α1生物活性的影响。同时，微生物表达系统在加工中难以除去重组蛋白中内毒素的污染而带来安全性隐患。在现有技术文献检索和查新结果中，尚未发现公开报导过涉及本专利技术的在植物中表达的胸腺素α1编码序列的内容。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术中的不足，提供一种按植物偏爱密码子设计人工合成胸腺素α1基因序列。通过构建植物表达载体，在植物中表达胸腺素α1。产品对提高人体的免疫力，防止和治疗人类重大疾病如肝炎(HBV、HCV)、爱滋病(HIV)、癌症(cancer)和糖尿病(diabetes)方面具有重要应用价值。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术通过按植物偏爱密码子原则设计合成胸腺素α1基因，构建植物表达载体，在如番茄、生菜或烟草等高等植物中表达胸腺素α1。表达胸腺素α1的植物产品无需加工纯化就可以直接食用，表达胸腺素α1植物还易于规模化生产，使胸腺素α1的生产成本大幅度降低；同时植物病原菌对人类是安全的，因此表达胸腺素α1植物产品也是安全的。在本专利技术提供的一种人工设计并合成的含有新的胸腺素α1基因的克隆载体pUC18-Tα1，该载体包括根据植物偏爱密码子设计的胸腺素α1的核酸序列，所述的核酸序列与SEQ ID NO.5中从核苷酸第18-104位DNA分子的核苷酸序列有至少75％的同源性；或者所述的核苷酸序列能在中度严紧条件下与SEQ ID NO.5中从核苷酸第18-104位的核苷酸序列杂交。较佳地，所述的序列编码具有SEQ ID NO.6所示的氨基酸序列的多肽。更佳地，所述的序列具有SEQ ID NO.5中从核苷酸第18-104位的核苷酸序列。在本专利技术提供的在植物中表达的胸腺素α1，它包括具有SEQ ID NO.6氨基酸序列的多肽、或其保守性变异多肽、或其活性片段，或其活性衍生物。较佳地，该多肽是具有SEQ ID NO.6序列的多肽。在本专利技术的几种表达载体，它包含上述的DNA分子。在本专利技术用上述载体转化的宿主细胞。在实例中该宿主细胞是生菜、番茄和烟草。在本专利技术在植物中产生和表达具有活性的胸腺素α1的方法，其步骤如下1、将人工合成的编码具有生物活性胸腺素α1多肽的核苷酸序列可操作性地连于表达调控序列，构建胸腺素α1蛋白表达载体，所述的核苷酸序列与SEQ ID NO.5中的核苷酸序列的第18-104位至少有75％的同源性；2、将步骤1中的表达载体转入宿主细胞，形成含胸腺素α1的重组细胞；3、在适合胸腺素α1表达的条件下，培养步骤2中的重组细胞；4、再生重组细胞，获得表达胸腺素α1的转基因植物及其后代，包括植物种子及植物组织。较佳地，在该方法中使用的核酸序列具有SEQ ID NO.5中第18-104位的序列。在本专利技术中，术语“胸腺素α1编码序列”是指编码具有生物活性胸腺素α1多肽的核苷酸序列，如SEQ ID NO.5中第18-104位核苷酸序列及其简并序列。该简并序列是指，位于SEQ ID NO.5序列的编码框的第18-104位核苷酸中，有一个或多个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代后而产生的序列。由于密码子的简并性，所以与SEQ ID NO.5中第18-104位核苷酸序列同源性低至约75％的简并序列也能编码出SEQ ID NO.6所述的序列。该术语还包括能在中度严紧条件下，更佳的在高度严紧条件下与SEQ ID NO.5中从核苷酸第18-104位的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。该术语还包括与SEQ ID NO.5中从核苷酸第18-104位的核苷酸序列的同源性至少75％，较佳地至少80％，更佳地至少90％，最佳地至少95％的核苷酸序列。该术语还包括能编码具有与天然的胸腺素α1相同功能蛋白的SEQ ID NO.5中开放阅读框序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)若干个(通常为1-90个，较佳地1-60个，更佳地1-20个，最佳地1-10个)核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5’和/或3’端添加数个(通常为60个以内，较佳地为30个以内，更佳地为10个以内，最佳地为5个以内)核苷酸。在本专利技术中，术语“胸腺素α1”是指具有生物活性胸腺素α1的SEQ ID NO.6序列的多肽。该术语还包括具有与胸腺素α1在植物中表达相同功能的SEQ ID NO.6序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)若干个(通常为1-20个，较佳地1-15个，更佳地1-10个，最佳地1-5个)氨基酸的缺失、插入和/或取代，以及在C末端和/或N末端添加一个或数个(通常为15个以内，较佳地为10个以内，更佳地为5个以内)氨基酸。例如，在本领域中，用性能相近或相似的在植物中偏爱的氨基酸进行取代时，通常不会改变蛋白质的功能。又比如，在C末端和/或N末端添加一个或数个植物偏爱密码子所表达的氨基酸通常也不会改变蛋白质的功能。该术语还包括在植物中的表达的胸腺素α1的活性片段和活性衍生物。本专利技术的胸腺素α1的变异形式包括同源序列、保守性变异体、等位变异体、天然突变体、诱导突变体、在高或低的严紧条件下能与胸腺素α1 DNA杂交的DNA所编码的蛋白、以及利用抗胸腺素α1的抗血清获得的多肽或蛋白。在本专利技术中，“胸腺素α1保守性变异多肽”是指与SEQ ID NO.6的氨基酸序列相比，有至多10个，较佳地至多8个，更佳地至多5个氨基酸被性质相似或相近的氨基酸所替换而形成多肽。这些保守性变异多肽最好根据表1进行替换而产生。表1胸腺素α1保守性变异多肽氨基酸替换表 专利技术还包括人工合成的在植物中表达的胸腺素α1或多肽的类似物。这些类似物与胸腺素α1的差别可以是氨基酸序列上的差本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵凌侠，唐克轩，李柱刚，钱虹妹，唐东芹，邱承祥，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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