乙酰基转移酶蛋白及其编码基因以及它们的应用制造技术

本发明专利技术涉及分子生物学技术领域，公开了一种乙酰基转移酶蛋白及其编码基因以及它们的应用。所述乙酰基转移酶蛋白，能够催化赖氨酸和乙酰辅酶A生成N

Acetyltransferase proteins and their coding genes and their applications

The invention relates to the technical field of molecular biology, and discloses an acetyltransferase protein, its coding genes and their applications. The acetyltransferase protein can catalyze lysine and acetyl coenzyme A to produce N.

【技术实现步骤摘要】
乙酰基转移酶蛋白及其编码基因以及它们的应用
本专利技术涉及分子生物学
，特别是相容性溶质Nα-乙酰-α-赖氨酸(Nα-acetyl-α-lysine)的生物合成领域。具体而言，本专利技术涉及一种乙酰基转移酶蛋白，还涉及该酶蛋白的编码基因，含有编码酶蛋白基因的重组载体和细胞，含有该酶蛋白的组合物，以及所述酶蛋白及其编码基因的应用，生产Nα-乙酰-α-赖氨酸的方法。
技术介绍
中度嗜盐菌是一类生长盐浓度范围在5-15％的微生物，主要是通过积累不同种类和浓度的相容性溶质(compatiblesolutes)来抵御外界环境的渗透压胁迫[Galinski,E.A.etal.,Eur.J.Biochem.,1985,Vol.149,pp.135-139]。相容性溶质是一些极性的小分子有机物质，它们可以在细胞内大量积累并且保护细胞和生物大分子的同时，不妨碍细胞内的正常代谢活动。在高渗条件下，细胞通过体内从新合成或者从外界直接吸收的方式快速积累高浓度的相容性溶质来避免水分外流；反之，在低渗条件下，相容性溶质能很快的被分解代谢或者被排出体外，从而起到适应外界盐浓度、保护细胞的作用。随着研究的深入，发现相容性溶质不仅仅具有渗透调节作用，同时在干燥、高温、冰冻等逆境下也有稳定和保护细胞和生物大分子的作用，因此它们在酶应用技术、生物医学、制药和化妆品等领域有着广泛的应用前景[Lentzen,G.andT.Schwarz,2006,Vol.72,pp.623-634]。目前发现的相容性溶质主要有氨基酸及其衍生物类、糖类及糖苷类、磷酸二酯类和多元醇类[Truper,H.G.etal.,Experientia,1986,Vol.42,pp.1182-1187]。Nα-乙酰-α-赖氨酸是乙酰氨基酸类相容性溶质，是在研究中度嗜盐菌Salinicoccushalodurans嗜盐机制过程中发现的，在不同生长时期、不同盐浓度和不同温度条件下Nα-乙酰-α-赖氨酸的积累情况不同，胞内Nα-乙酰-α-赖氨酸的积累量在稳定期前期到达最大值并且这种积累会对高盐和高温作出正向的响应[Jiang,K.etal.,ScientificReports,2015,5:18518]。嗜盐菌Salinicoccushalodurans中含有Nα-乙酰-α-赖氨酸从头合成的相关基因，在营养丰富的条件下，细胞直接从外界吸收赖氨酸和天冬氨酸合成Nα-乙酰-α-赖氨酸；在寡营养条件下，细胞吸收外源的葡萄糖生成天冬氨酸和赖氨酸，进而生成并积累Nα-乙酰-α-赖氨酸。目前已经发现了参与从天冬氨酸到赖氨酸合成途径中的所有基因，而编码能催化赖氨酸生成Nα-乙酰-α-赖氨酸的酶的基因仍未知。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人基于对嗜盐菌Salinicoccushalodurans的转录组分析，发现了催化赖氨酸合成Nα-乙酰-α-赖氨酸的乙酰基转移酶蛋白及其编码基因。另外，本专利技术还提供了含有编码所述酶蛋白的基因的重组载体、细胞，以及含有所述酶蛋白的组合物，以及它们的应用。第一方面，本专利技术提供了一种乙酰基转移酶蛋白，具有以赖氨酸和乙酰辅酶A为底物催化生成Nα-乙酰-α-赖氨酸的活性，其中，该酶蛋白的氨基酸序列如SEQIDNO:2所示。或者，所述乙酰基转移酶蛋白为将SEQIDNO:2的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且仍具有以赖氨酸和乙酰辅酶A为底物催化生成Nα-乙酰-α-赖氨酸活性的由SEQIDNO:2衍生的蛋白。根据本专利技术，所述酶蛋白可以由人工合成获得，也可以先合成其编码基因，再进行生物表达得到。第二方面，本专利技术提供了一种编码乙酰基转移酶蛋白的基因，其中，该基因的核苷酸序列为能够编码SEQIDNO:2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。本领域技术人员公知，遗传密码子具有简并性，因此，在了解如上酶蛋白的氨基酸序列的情况下，本领域技术人员根据常规的技术手段能够获得核苷酸序列不同的、且能够编码如上酶蛋白编码基因。优选的情况下，所述编码基因的核苷酸序列如SEQIDNO:1所示。第三方面，本专利技术提供了一种重组载体，其中，该重组载体含有如上所述的基因。根据本专利技术，所述重组载体具体可为重组表达载体。可以用现有的表达载体构建含有所述基因的重组表达载体。可选用本领域已知的各种载体，如市售的各种质粒、粘粒、噬菌体及反转录病毒等。优选地，所述载体为pET28a质粒。根据本专利技术，为了便于目的蛋白的分离与纯化，在构建所述载体时，还可以加入表达如表1所示的标签的核苷酸序列，在目的蛋白中，表1所示的标签连接在目的蛋白的氨基末端或羧基末端。表1标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRR(SEQIDNO:3)Poly-His2-10(通常为6个)HHHHHH(SEQIDNO:4)FLAG8DYKDDDDK(SEQIDNO:5)Strep-tagII8WSHPQFEK(SEQIDNO:6)c-myc10EQKLISEEDL(SEQIDNO:7)第四方面，本专利技术提供了一种转基因细胞，其中，该转基因细胞含有如上所述的基因。所述转基因细胞优选为原核细胞，更优选为大肠杆菌。第五方面，本专利技术提供了一种组合物，其中，该组合物含有如上所述的酶蛋白。根据本专利技术，所述组合物中所述酶蛋白的浓度没有特别的限制，可以根据具体的情况进行具体的选择，在此不再详细赘述。另外，根据预定的用途不同，本专利技术提供的组合物可以制备为不同的剂型，并且添加有相应的赋形剂等成分。具体的选择为本领域技术人员所公知，在此不再详细赘述。第六方面，本专利技术提供了如上所述的乙酰基转移酶蛋白、如上所述的基因、如上所述的重组载体、如上所述的转基因细胞和如上所述的组合物在合成Nα-乙酰-α-赖氨酸和/或在合成细胞工厂中的应用。在细胞中表达本专利技术的乙酰基转移酶蛋白能够提高细胞的热耐受性和/或盐耐受性。在另一方面，本专利技术提供了一种生产Nα-乙酰-α-赖氨酸的方法，其包括，使用本专利技术的酶蛋白，将赖氨酸和乙酰辅酶A转化成Nα-乙酰-α-赖氨酸。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1体外酶催化反应验证。a为对照，不加酶；b为对照，只有酶；c为实验组；d为Nα-乙酰-α-赖氨酸标品；e为Nε-乙酰-α-赖氨酸标品；f为实验组和Nα-乙酰-α-赖氨酸标品混合进样。图2重组蛋白在不同温度下的活性。图3重组蛋白在不同pH下的活性。图4重组蛋白在不同NaCl浓度下的活性。图5重组菌中Nα-乙酰-α-赖氨酸的HPLC检测。图6pET793BL21(DE3)中相容性溶质的高分辨质谱图。图7温度对重组菌生长的影响。图8盐度对重组菌生长的影响。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，按照常规条件进行，例如《分子克隆：实验室手册》中所述的条件，或按照相应生物学试剂的制造厂商所建议的条件。实施例1、乙酰基转移酶ORF793的发现对嗜盐菌Salinicoccus本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乙酰基转移酶蛋白，其具有以赖氨酸和乙酰辅酶A为底物催化生成Nα‑乙酰‑α‑赖氨酸的活性，并且其具有选自下列的氨基酸序列：(1)如SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列；(2)将SEQ ID NO:2的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且仍具有以赖氨酸和乙酰辅酶A为底物催化生成Nα‑乙酰‑α‑赖氨酸活性的由SEQ ID NO:2衍生的多肽。

【技术特征摘要】
1.一种乙酰基转移酶蛋白，其具有以赖氨酸和乙酰辅酶A为底物催化生成Nα-乙酰-α-赖氨酸的活性，并且其具有选自下列的氨基酸序列：(1)如SEQIDNO:2所示的氨基酸序列；(2)将SEQIDNO:2的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且仍具有以赖氨酸和乙酰辅酶A为底物催化生成Nα-乙酰-α-赖氨酸活性的由SEQIDNO:2衍生的多肽。2.一种编码乙酰基转移酶蛋白的基因，其特征在于，该基因的核苷酸序列为能够编码SEQIDNO:2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。3.根据权利要求2所述的基因，其中，该基因的核苷酸序列如下(1)或(2)的核苷酸序列：(1)如SEQIDNO:1所示的核苷酸序列；(2)与SEQIDNO:1具有至少90％同一性，优选至少91％同一性、至少92％同一性、至少93％同一性、至少94％同一性、至少95％同一性、至少96％...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛燕芬，姜凯，洪闪，马延和，
申请(专利权)人：中国科学院微生物研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11