莲种胚脱水素蛋白及其在酶活性保护和抗氧化保护中的用途制造技术

本发明专利技术提供了莲种胚脱水素蛋白及其在酶活性保护和抗氧化保护中的用途，所述蛋白包括：a)氨基酸序列如SEQ ID No.1所示的多肽；或b)氨基酸序列与SEQ ID No.1具有80％以上同源性、且具有a)限定的多肽的功能的多肽。这种通过基因工程表达出来的蛋白可作为保护其他蛋白、酶和植物的保护剂使用，所述蛋白能够有效保护蛋白和酶的高温和/或反复冻融下的活性，保护植物在超低温保存过程中的活性，具有良好的产业化前景。

Dehydration Protein from Lotus Seed Embryo and Its Application in Enzyme Activity Protection and Antioxidant Protection

【技术实现步骤摘要】
莲种胚脱水素蛋白及其在酶活性保护和抗氧化保护中的用途
本专利技术涉及生物技术及植物材料的保存领域，具体涉及一种可用作蛋白(酶)与植物细胞抗氧化保护，并可以降低蛋白(酶)与植物细胞胁迫伤害的蛋白，尤其涉及一种莲种胚脱水素蛋白(DehydrinRab18)及其在酶活性保护和抗氧化保护中的用途。
技术介绍
莲(Nelumbonucifera)，是我国十大传统名花中唯一的水生花卉。是睡莲科(Nymphaeaceae)莲属(Nelumbo)多年生水生花卉。莲的果实俗称“莲子”，莲子寿命长，极耐储藏，可保存千年之久，被誉为“千年古莲”。例如大连普兰店东郊泥炭层中挖掘出古莲子，后证实其仍可正常萌发、生长。用14C同位素测定发现这些古莲种子的寿命约为1200年，是目前经科学测定的保存时间最长的种子。莲子成熟时脱去约90％水分，细胞在极端脱水逆境下却不丧失细胞活力，这些特性与种胚内特殊的保护机制及保护类物质的积累密切有关。脱水素(dehydrin,DHN)属于LEA-Ⅱ家族，是植物体内的一种具有高度热稳定性、亲水性、抗氧化性的胚胎晚期丰度蛋白(lateembryogensisabundantproteins,LEA)，能够在植物胚胎发育后期以及逆境下大量表达。它能在植物处于低温、干旱等逆境条件下表达，其表达量与植物抗逆能力有密切联系。莲子成熟后可以耐受极度脱水、耐受高温并可以长期贮藏维持细胞活力。现有脱水素的研究中，如本专利技术人前期申请的专利CN106967724A中公开了一种百子莲(Agapanthuspraecox)SK3型脱水素蛋白，并验证了将其转入拟南芥可提高拟南芥在氯化钠胁迫、低温胁迫、干旱胁迫下的抗逆能力。本专利技术人前期申请的专利CN106946986A中公开了一种百子莲(Agapanthuspraecox)Y2SK2型脱水素蛋白，并验证了将其转入拟南芥可提高拟南芥在氯化钠胁迫下的抗逆能力。
技术实现思路
鉴于以上现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种莲种胚脱水素蛋白(DehydrinRab18)及其在蛋白(酶)活性保护和抗氧化保护中的用途。本专利技术在获得莲种胚脱水素蛋白DehydrinRab18编码基因的基础上，利用生物技术手段诱导并纯化DehydrinRab18脱水素蛋白，同时验证了DehydrinRab18在冻融、高温胁迫下对蛋白(酶)活性的保护作用，并验证了DehydrinRab18能有效清除活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)自由基，降低复合逆境下植物的胁迫伤害。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种莲种胚脱水素蛋白，所述蛋白包括：a)氨基酸序列如SEQIDNo.1所示的多肽；或b)氨基酸序列与SEQIDNo.1具有80％以上同源性、且具有a)限定的多肽的功能的多肽。优选地，编码所述蛋白的核苷酸序列如SEQIDNo.2所示。具体的，所述b)中的多肽具体指：氨基酸序列如SEQIDNo.1所示的多肽经过取代、缺失或者添加一个或多个(具体可以是1-50个，也可以是1-30个，也可以是1-20个，也可以是1-10个，也可以是1-5个，也可以是1-3个)氨基酸而得到的，或者在N-末端和/或C-末端添加一个或多个(具体可以是1-50个，也可以是1-30个，也可以是1-20个，也可以是1-10个，也可以是1-5个，也可以是1-3个)氨基酸而得到的，且具有氨基酸序列如SEQIDNo.1所示的多肽功能的多肽。所述b)中的多肽的氨基酸序列可与SEQIDNO.1具有80％以上同源性，更具体可具有85％以上同源性，更具体可具有90％以上同源性，更具体可具有93％以上同源性，更具体可具有95％以上同源性，更具体可具有97％以上同源性，进一步具体可具有99％以上同源性。具体的，所述多肽中，一个或多个(具体可以是1-10个，也可以是1-5个，也可以是1-3个)氨基酸被保守性替换。所述保守性替换通常是指性质相似的另一个氨基酸取代指定的氨基酸，例如，可以被认为是保守型替换(性质相似)的例子包括但不限于：a)丙氨酸、丝氨酸和苏氨酸；b)谷氨酸和天冬氨酸；c)天冬酰胺和谷氨酰胺；d)精氨酸和赖氨酸；e)异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸和；f)苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸。MADLRDQYGNPVHQSGTGGAHHDTGSGMGTGGAYGTGHGMGTGGAHHDTGSGMGTGGAYGTGHGMGAQAGIGGGQKQLHRSGSSSSSSSEDDGQGGRRKKGLKDKIKEKLPGGRKEEQRHDAGTGQQTQEKKGMMDKIKEKLPGGNR(SEQIDNo.1)ATGGCGGATTTGCGAGACCAGTACGGCAATCCCGTTCACCAATCGGGCACAGGGGGCGCTCATCATGACACTGGCTCCGGGATGGGCACTGGGGGTGCCTATGGCACGGGCCACGGGATGGGCACAGGGGGCGCTCATCATGACACTGGCTCCGGGATGGGCACTGGGGGTGCCTATGGCACGGGCCACGGGATGGGTGCCCAAGCCGGCATCGGTGGTGGGCAGAAGCAGCTTCATCGCTCCGGCAGCTCGAGCTCTAGTTCGTCGGAGGATGATGGACAAGGTGGAAGGAGGAAGAAAGGATTGAAGGATAAAATAAAGGAGAAGTTGCCGGGAGGGCGCAAGGAAGAGCAGCGGCACGACGCAGGGACGGGGCAGCAGACCCAGGAGAAGAAGGGAATGATGGACAAGATCAAGGAGAAGCTACCCGGCGGCAACCGCTAG(SEQIDNo.2)第二方面，本专利技术提供了一种莲种胚脱水素蛋白在酶活性保护中的用途。优选地，所述用途包括将莲种胚脱水素蛋白用于制备酶保护剂。优选地，所述酶选自乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乙醇脱氢酶、柠檬酸合成酶、细胞壁溶解酶、荧光素酶中的一种或多种的组合。优选地，所述酶活性保护包括在耐热条件和/或耐冻融条件下的酶活性保护。所述耐热条件下的酶活性保护具体指能够有效保护蛋白或酶在高于其最适温度或更高温度的条件下的活性。所述耐冻融条件下的酶活性保护具体指能够有效保护蛋白或酶在经历多次液氮冷冻-解冻的胁迫后的活性。第三方面，本专利技术提供了一种莲种胚脱水素蛋白在抗氧化保护中的用途。优选地，所述用途包括抑制羟自由基的生成。在植物细胞中，H2O2能够通过Fenton反应生成羟自由基(OH·)，在体外Fenton反应体系中加入该DehydrinRab18蛋白，对羟自由基的生成具有显著的抑制效果。羟自由基是ROS的重要组成成分，检测DehydrinRab18对羟自由基(OH·)的清除作用可以证实DehydrinRab18对超低温保存过程中细胞氧化胁迫的保护作用。第四方面，本专利技术提供了一种莲种胚脱水素蛋白作为氧化胁迫保护剂在玻璃化超低温保存体系中的用途。优选地，所述用途中，莲种胚脱水素蛋白用于抑制羟自由基的生成。第五方面，本专利技术提供了一种玻璃化超低温保存溶液，所述溶液为含有20-40％w/v丙三醇、10-20％w/v乙二醇、10-20％w/v二甲基亚砜、0.2-0.4m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种莲种胚脱水素蛋白，其特征在于，所述蛋白包括：a)氨基酸序列如SEQ ID No.1所示的多肽；或b)氨基酸序列与SEQ ID No.1具有80％以上同源性、且具有a)限定的多肽的功能的多肽。

【技术特征摘要】
1.一种莲种胚脱水素蛋白，其特征在于，所述蛋白包括：a)氨基酸序列如SEQIDNo.1所示的多肽；或b)氨基酸序列与SEQIDNo.1具有80％以上同源性、且具有a)限定的多肽的功能的多肽。2.根据权利要求1所述的莲种胚脱水素蛋白，其特征在于，编码所述蛋白的核苷酸序列如SEQIDNo.2所示。3.一种根据权利要求1或2所述的莲种胚脱水素蛋白在酶活性保护中的用途。4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述用途包括将莲种胚脱水素蛋白用于制备酶保护剂。5.根据权利要求3或4所述的用途，其特征在于，所述酶选自乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乙醇脱氢酶、柠檬酸合成酶、细胞壁溶解酶、荧光素酶中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荻，盛江源，杨天宸，吕可，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31