大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES在协助合成植物Rubisco中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES在协助合成植物Rubisco中的应用。本发明专利技术首先公开了大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的相关生物材料在生物合成植物Rubisco中的应用；所述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES由GroEL蛋白和GroES蛋白组成。本发明专利技术进一步公开了生物合成植物Rubisco的方法。本发明专利技术构建了以大肠杆菌分子伴侣GroES/EL与植物分子伴侣作为分子伴侣系统共同在大肠杆菌MGM100菌株中合成拟南芥Rubisco的体系，可以有效合成拟南芥Rubisco，简化了拟南芥Rubisco的合成体系，为后续改造Rubisco提供了便利。

Application of E.coli molecular chaperone GroEL / es to assist in the synthesis of Rubisco

【技术实现步骤摘要】
大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES在协助合成植物Rubisco中的应用
本专利技术属于生物
具体涉及大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES在协助合成植物Rubisco中的应用。
技术介绍
植物的光合作用是维持生物圈稳定的重要途经，通过一系列的反应将大气中的H2O和CO2转化成碳水化合物，即CO2的固定。其中关键催化反应的酶为核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶(ribulose-1，5-biphosphatecarboxylase/oxygenase，简称Rubisco)，但是Rubisco固定CO2的效率非常低，提高Rubisco的羧化酶活性成为提高作物产量的靶点。因此，研究Rubisco的生物合成及调控逐渐成为研究的热点和难点，因为Rubisco的生物合成需要复杂的分子伴侣系统协助其折叠和组装。因此，迫切需要开发一种新的、简单的分子伴侣系统替代叶绿体的分子伴侣素Cpn60在大肠杆菌中对Rubisco进行组装。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是找到一种新的分子伴侣以合成植物Rubisco。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的相关生物材料在生物合成植物Rubisco中的应用；所述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES由GroEL蛋白和GroES蛋白组成，所述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的相关生物材料为如下任一所述：A1)所述GroEL蛋白和所述GroES蛋白；所述GroEL蛋白为序列16所示的核酸分子编码的蛋白质，所述GroES蛋白为序列17所示的核酸分子编码的蛋白质；A2)编码A1)所述蛋白质的核酸分子；A3)含有A2)所述核酸分子的表达盒；A4)含有A2)所述核酸分子的重组载体，或含有A3)所述表达盒的重组载体；A5)含有A2)所述核酸分子的重组微生物，或含有A3)所述表达盒的重组微生物；含有A4)所述重组载体的重组微生物。上述应用中，所述A2)中编码所述GroEL蛋白的核酸分子为序列16所示，编码所述GroES蛋白的核酸分子为序列17所示。本专利技术中，所述序列16所示的核酸分子由1638个核苷酸序列组成，编码序列为1-1638位；所述序列17所示的核酸分子由291个核苷酸序列组成，编码序列为1-291位。上述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES中GroEL蛋白和GroES蛋白是作为合成植物Rubisco的伴侣蛋白。本专利技术还提供了上述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES和植物分子伴侣的相关生物材料在生物合成植物Rubisco中的应用；所述植物分子伴侣由Raf1、Raf2、RbcX2和BSD2蛋白组成，所述植物分子伴侣的相关生物材料为如下任一所述：B1)所述Raf1蛋白、所述Raf2蛋白、所述RbcX2蛋白和所述BSD2蛋白；所述Raf1蛋白为序列11所示的核酸分子编码的蛋白质，所述Raf2蛋白为序列13所示的核酸分子编码的蛋白质，所述RbcX2蛋白为序列14所示的核酸分子编码的蛋白质，所述BSD2蛋白为序列15所示的核酸分子编码的蛋白质；B2)编码B1)所述蛋白质的核酸分子；B3)含有B2)所述核酸分子的表达盒；B4)含有B2)所述核酸分子的重组载体，或含有B3)所述表达盒的重组载体；B5)含有B2)所述核酸分子的重组微生物，或含有B3)所述表达盒的重组微生物；含有A4)所述重组载体的重组微生物。上述应用中，所述A2)中编码所述Raf1蛋白的核酸分子为序列11所示，编码所述Raf2蛋白为序列13所示，编码所述RbcX2蛋白为序列14所示，编码所述BSD2蛋白为序列15所示。本专利技术中，所述序列11所示的核酸分子由1170个核苷酸序列组成，编码序列为1-1170位；所述序列13所示的核酸分子由516个核苷酸序列组成，编码序列为1-516位；所述序列14所示的核酸分子由429个核苷酸序列组成，编码序列为1-429位；所述序列15所示的核酸分子由246个核苷酸序列组成，编码序列为1-246位。本专利技术含有编码上述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的核酸分子的大肠杆菌在生物合成植物Rubisco中的应用。本专利技术还提供了含有编码上述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的核酸分子的大肠杆菌和和表达上述植物分子伴侣(BSD2、Raf1、Raf2和RbcX2)的载体在生物合成植物Rubisco中的应用。上述应用中，表达植物分子伴侣(BSD2、Raf1、Raf2和RbcX2)的载体可以为一个也可以为多个。在本专利技术具体的实施方式中，所述植物分子伴侣BSD2、Raf1、Raf2和RbcX2为拟南芥分子伴侣AtBSD2、AtRaf1、AtRaf2和AtRbcX2，其构建在同一个载体上，所述载体为pT7linker2-AtBSD2-AtRaf1-AtRaf2-AtRbcX2。所述pT7linker2-AtBSD2-AtRaf1-AtRaf2-AtRbcX2包含依次连接的序列12第1215-2053位所示的大肠杆菌p15A复制子、序列12第194-853位所示的氯霉素抗性基因、序列7第994-2076位所示的LacI阻遏蛋白基因、序列7第4505-4547位所示的Linker1、串联的AtBSD2基因表达盒、AtRaf1基因表达盒、AtRaf2基因表达盒和AtRbcX2基因表达盒、序列7第1-51位所示的Linker2；所述AtBSD2基因表达盒包含依次连接的序列5第1-19位所示的T7启动子、序列5第20-44位所示的Lac操纵子、AtBSD2基因和序列1第475-517位所示的T7转录终止子，所述AtRaf1基因表达盒包含依次连接的序列5第1-19位所示的T7启动子、序列5第20-44位所示的Lac操纵子、AtRaf1基因和序列1第475-517位所示的T7转录终止子，所述AtRaf2基因表达盒包含依次连接的序列5第1-19位所示的T7启动子、序列5第20-44位所示的Lac操纵子、AtRaf2基因和序列1第475-517位所示的T7转录终止子，所述AtRbcX2基因表达盒包含依次连接的序列5第1-19位所示的T7启动子、序列5第20-44位所示的Lac操纵子、AtRbcX2基因和序列1第475-517位所示的T7转录终止子。本专利技术还提供了一种生物合成植物Rubisco的产品。本专利技术生物合成植物Rubisco的产品为如下任一所示：B1)上述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的相关生物材料；B2)上述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的相关生物材料和上述植物分子伴侣的相关生物材料。本专利技术还提供了一种生物合成植物Rubisco的方法。本专利技术所述生物合成植物Rubisco的方法，包括如下步骤：将编码上述植物分子伴侣的核酸分子和植物Rubisco的大亚基基因和小亚基基因导入到含有编码上述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的核酸分子的大肠杆菌中，得到重组大肠杆菌，对重组大肠杆菌进行诱导培养，完成植物Rubisco本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的相关生物材料在生物合成植物Rubisco中的应用；所述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES由GroEL蛋白和GroES蛋白组成，所述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的相关生物材料为如下任一所述：/nA1)所述GroEL蛋白和所述GroES蛋白；所述GroEL蛋白为序列16所示的核酸分子编码的蛋白质，所述GroES蛋白为序列17所示的核酸分子编码的蛋白质；/nA2)编码A1)所述蛋白质的核酸分子；/nA3)含有A2)所述核酸分子的表达盒；/nA4)含有A2)所述核酸分子的重组载体，或含有A3)所述表达盒的重组载体；/nA5)含有A2)所述核酸分子的重组微生物，或含有A3)所述表达盒的重组微生物；含有A4)所述重组载体的重组微生物。/n

【技术特征摘要】
1.大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的相关生物材料在生物合成植物Rubisco中的应用；所述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES由GroEL蛋白和GroES蛋白组成，所述大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES的相关生物材料为如下任一所述：
A1)所述GroEL蛋白和所述GroES蛋白；所述GroEL蛋白为序列16所示的核酸分子编码的蛋白质，所述GroES蛋白为序列17所示的核酸分子编码的蛋白质；
A2)编码A1)所述蛋白质的核酸分子；
A3)含有A2)所述核酸分子的表达盒；
A4)含有A2)所述核酸分子的重组载体，或含有A3)所述表达盒的重组载体；
A5)含有A2)所述核酸分子的重组微生物，或含有A3)所述表达盒的重组微生物；含有A4)所述重组载体的重组微生物。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：
所述A2)中编码所述GroEL蛋白的核酸分子为序列16所示，编码所述GroES蛋白的核酸分子为序列17所示。


3.权利要求1中所述的大肠杆菌分子伴侣GroEL/ES相关生物材料和植物分子伴侣的相关生物材料在生物合成植物Rubisco中的应用，
所述植物分子伴侣由Raf1、Raf2、RbcX2和BSD2蛋白组成，所述植物分子伴侣的相关生物材料为如下任一所述：
B1)所述Raf1蛋白、所述Raf2蛋白、所述RbcX2蛋白和所述BSD2蛋白；所述Raf1蛋白为序列11所示的核酸分子编码的蛋白质，所述Raf2蛋白为序列13所示的核酸分子编码的蛋白质，所述RbcX2蛋白为序列14所示的核酸分子编码的蛋白质，所述BSD2蛋白为序列15所示的核酸分子编码的蛋白质；
B2)编码B1)所述蛋白质的核酸分子；
B3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翠敏，刘小强，胡丽霞，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11