用于益生微生物的基因表达系统技术方案

技术编号:25351334 阅读:28 留言:0更新日期:2020-08-21 17:09
本文提供了表达主题多肽的重组微生物。微生物可以包含表达构建体,该表达构建体包含与编码主题多肽的异源核苷酸序列可操作地连接的鞭毛蛋白启动子。鞭毛蛋白启动子序列可以包含降低CsrA对翻译的抑制的遗传修饰。微生物还可以包含降低FlgM对SigD转录起始的抑制的遗传修饰。靶多肽可以是醛脱氢酶。这样的微生物可用于治疗酒精宿醉。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于益生微生物的基因表达系统关于联邦资助研究的声明无。相关申请的引用本申请要求2017年9月13日提交的美国临时申请62/558,346和2018年7月27日提交的美国申请16/048,147的优先权日的权益,其全部内容通过引用以其整体并入本文。序列表本申请包含已经以ASCII格式电子提交并且在此通过引用以其整体并入的序列表。创建于2018年6月21日的所述ASCII副本命名为1642-001-US_SL.TXT,并且大小为29,323字节。背景当一个人饮用酒精时,从血流去除酒精的主要途径是经由醇脱氢酶在肝脏中氧化成乙醛。乙醛随后经由乙醛脱氢酶在肝脏中氧化成乙酸。当大量和/或快速消耗酒精时,高度毒性的中间乙醛能够积累并且随后释放回血流中,血流中的乙醛由于其高溶解性可以在全身起作用。乙醛不仅是一种已知的致癌物,它的毒性作用也是酒精宿醉的许多影响被充分研究和记载的原因。事实上,去除乙醛已经被证明降低宿醉症状。PMID:16554376(PubMedID)。相反,当身体将乙醛氧化成乙酸(acetate)的能力受化学(例如用双硫仑(disulfiram))或遗传(例如东亚群体中常见的乙醛脱氢酶基因中的单核苷酸多态性)抑制时,则经历极度放大的宿醉症状。先前已经存在若干降低、消除或预防宿醉的影响的尝试。一些已经试图通过酶的方式或以其他方式降低吸收的乙醇的量或增加乙醇从身体去除的速率(专利公布US2009-0060894A1)。然而,这些方法具有至少两个潜在缺陷:(1)它们的作用方法影响饮用者的血液酒精含量本身,其可能是不期望的;和(2)乙醇加速代谢成乙醛可以增加身体对乙醛的暴露,并且使症状加剧和/或仅仅是更早地诱导宿醉症状而不是预防它们。简而言之,以乙醇为中心的策略不直接解决乙醛毒性的问题。更直接地,其他组已经试图解决乙醛本身。美国专利公布2013-0089535A1在口腔中使用酶制备物。尽管存在关于酒精饮用确实增加唾液中的乙醛浓度的证据,但从口腔去除的乙醛将不可能具有对导致酒精宿醉的全身乙醛毒性的任何显著影响。Sprince,H.,等(Protectiveactionofascorbicacidandsulfurcompoundsagainstacetaldehydetoxicity:implicationsinalcoholismandsmoking.AgentsActions,1975.5(2):p.164-73)涉及使用小分子以结合并且去除乙醛[1]。美国专利公布2015-0087702A1涉及使用小分子增加人类酶的速率或表达以去除乙醛。其他组已经开发了基于芽孢杆菌属(Bacillus)或其他细菌鞭毛调控区(美国专利7888064B2、欧洲专利EP2235045B1)或通过特别操纵flgM和CsrA(日本专利JP5881352B2)的表达系统。Liu,Y.等("HeterologousExpressionofAldehydeDehydrogenaseinLactococcuslactisforAcetaldehydeDetoxificationatLowpH",ApplBiochemBiotechnol.8August2017)涉及应用具有乳链菌肽控制表达(NICE)系统的乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)来表达醛脱氢酶基因(istALDH),以在低pH催化乙醛的氧化。附图简述并入本文并且构成说明书一部分的附图图示了示例性实施方案,并且与说明书一起进一步用于使所属领域的技术人员能够制造和使用这些实施方案以及对本领域技术人员而言将明显的其他实施方案。将结合以下附图更具体地描述本专利技术,其中:图1示出了醛脱氢酶AldB或AcoD的诱导引起乙醛的快速去除。将样品与200mM乙醛在37℃孵育30分钟。然后将样品过滤,1:10稀释,并且冷冻。然后解冻的样品在HPLC上运行,并且与标准曲线进行比较,以计算剩余的乙醛浓度,并且将这些值展示于此。“乙醛10mM”是指10mM乙醛标准物,其在HPLC运行开始时运行并且然后在HPLC运行结束时再次运行以确保在机器上时没有乙醛的随机损失。图2A和2B示出了在修饰的hag启动子的控制下GFP的表达比在pHyspank启动子的控制下强5-10倍。(A)将枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)菌株PY79的冷冻储备物(Frozenstocks)(阴性对照;“左侧板2点钟”位置处)、在去除了lacI阻遏的pHyspank启动子下表达GFP的枯草芽孢杆菌(B.subtilis)(右侧板“11点钟”位置处)、以及在修饰的hag启动子下表达GFP的枯草芽孢杆菌(左侧板“11点钟”位置处和右侧板“2点钟”位置)在LB上斑块接种(patched)并且生长过夜。用蓝色LED闪光灯和橙色滤光片使绿色荧光可视化。(B)将在去除了lacI阻遏的pHyspank启动子下表达GFP的枯草芽孢杆菌的培养物(图中的下方深灰色线;(A)中右侧板“11点钟”位置处),以及在修饰的hag启动子下表达GFP的枯草芽孢杆菌(图中的上方浅灰色线;(A)中左侧板“11点钟”位置处)从LB肉汤中的个体菌落生长7小时,并且从2.5小时开始每90分钟获取荧光和OD600读数。图3示出了以蛋白质的存在表示的在来自培养物的经沉淀的细胞中的GFP、AcoD和AldB的表达,所述细胞在LB中生长4.5小时、裂解并且通过在8%SDS-PAGE凝胶上进行考马斯染色来评估总蛋白质。泳道1是Bio-RadKaleidoscope蛋白质标准梯状物(ladder)。泳道2和3(分别)是在pHyspank启动子下表达AldB的枯草芽孢杆菌的未诱导的培养物和诱导的培养物。泳道4和5(分别)是在pHyspank启动子下表达AcoD的枯草芽孢杆菌的未诱导的培养物和诱导的培养物。泳道6是缺失了flgM但hag仍然完整的枯草芽孢杆菌的培养物(异源蛋白质表达的阴性对照)。泳道7是在修饰的hag启动子下表达GFP(感兴趣的蛋白质条带由箭头指示)的枯草芽孢杆菌的培养物。泳道8、9和10是在修饰的hag启动子下表达n末端6×组氨酸标记的AcoD(“6×-组氨酸”公开为SEQIDNO:22)、未标记的AcoD和n-末端6×-组氨酸标记的AldB(“6×-组氨酸”公开为SEQIDNO:22)(分别地;感兴趣的蛋白质条带由箭头指示)的枯草芽孢杆菌的培养物。图4示出了用于hag基因的启动子结构[SEQIDNO:7]。图中经鉴定的是:启动子起始位置(由箭头和“-182”指示)、SigDRNA聚合酶结合位点(加下划线并标记“-10”和“-35”)、转录起始位点(由箭头和“+1”指示)、CsrA结合位点1和2(加括号并标记“CsrABS1/2”)、如方法中讨论的被靶向进行G-至-A点突变以防止CsrA结合的残基(加圆圈的“g”)和Shine-Dalgarno序列(加框的)。ATG(序列大写)是用于hag蛋白或任何异源多肽的起始密码子。图5示出了包括5’-UTR的hagmRNA[SE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预防或治疗酒精宿醉的方法,所述方法包括向有相应需要的受试者的肠施用有效量的包含重组细菌的组合物,所述重组细菌经重组工程化以组成性地表达醛脱氢酶。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170913 US 62/558,346;20180727 US 16/048,1471.一种用于预防或治疗酒精宿醉的方法,所述方法包括向有相应需要的受试者的肠施用有效量的包含重组细菌的组合物,所述重组细菌经重组工程化以组成性地表达醛脱氢酶。


2.如权利要求1所述的方法,其中所述重组细菌包含:
a)包含表达构建体的多核苷酸,所述表达构建体包含与编码醛脱氢酶的异源核苷酸序列可操作地连接的鞭毛蛋白基因启动子,其中所述鞭毛蛋白基因启动子包含一种或更多种遗传修饰,所述一种或更多种遗传修饰降低CsrA对从所述鞭毛蛋白基因启动子转录的mRNA的翻译的阻遏;和
b)σ因子阻遏物的遗传修饰,其中所述修饰降低对从所述鞭毛蛋白基因启动子的σ因子转录起始的抑制。


3.如权利要求2所述的方法,其中所述细菌属于选自以下的属:芽孢杆菌属(Bacillus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、肠球菌属(Enterococcus)、埃希氏菌属(Escherichia)、乳杆菌属(Lactobacillus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)、片球菌属和链球菌属(Streptococcus)。


4.如权利要求2所述的方法,其中(1)所述细菌属于芽孢杆菌属,(2)所述鞭毛蛋白基因启动子是经修饰的芽孢杆菌属hag启动子,所述hag启动子包含CsrABS1结合位点和/或CsrABS2结合位点的一种或更多种遗传修饰,(3)所述σ因子是SigD,并且(4)SigD阻遏物是FlgM。


5.如权利要求4所述的方法,其中所述hag启动子包含在12碱基对BS1结合位点中或在所述结合位点的任一侧上的形成BS1的茎-环二级结构的茎的周围碱基中的一种或更多种遗传修饰。


6.如权利要求4所述的方法,其中所述hag启动子包含CsrABS1识别序列AGGA的修饰。


7.如权利要求4所述的方法,其中所述hag启动子包含核苷酸序列GCACAAGAACGT[SEQIDNO:2]。


8.如权利要求4所述的方法,其中所述一种或更多种遗传修饰包括对所述CsrABS2结合位点的一个或更多个点突变。


9.如权利要求4所述的方法,其中所述hag启动子包含通过消除允许氢键合的互补性来破坏BS2的茎环结构的一种或更多种遗传修饰。


10.如权利要求4所述的方法,其中所述hag启动子包含所述BS2结合位点的修饰,其中所述修饰包括核苷酸序列ATTTAGGGAGGAA[SEQIDNO:3]。


11.如权利要求1所述的方法,其中所述醛脱氢酶是细菌醛脱氢酶。


12.如权利要求4所述的方法,其中所述醛脱氢酶选自(1)来自钩虫贪铜菌(Cupriavidusnecator)的AcoD和(2)来自大肠杆菌(E.coli)的AldB。


13.如权利要求4所述的方法,其中flgM基因中的遗传修饰包括所述flgM基因的全部或部分缺失。


14.如权利要求4的方法,其中flgM基因中的遗传修饰破坏二级结构或三级结构。


15.如权利要求4所述的方法,其中所述表达构建体位于细菌染色体中。


16.如权利要求1所述的方法,所述方法包括在饮用酒精期间向所述受试者施用所述组合物。


17.如权利要求1所述的方法,所述方法包括在开始饮用酒精前最多24小时向所述受试者施用所述组合物。


18.如权利要求1所述的方法,其中所述组合物经口服施用。


19.如权利要求1所述的方法,其中所述组合物还包含选自以下的生理学上可接受的载体:乳酸发酵食品、发酵乳制品、抗性淀粉、膳食纤维、碳水化合物、蛋白质和糖基化蛋白质、水、胶囊填充剂和胶状物质。


20.如权利要求1所述的方法,其中所述组合物包含约104个至约1012个菌落形成单位的所述重组细菌。


21.一种重组微生物,所述重组微生物包含:
a)包含表达构建体的多核苷酸,所述表达构建体包含与编码主题多肽的异源核苷酸序列可操作地连接的鞭毛蛋白基因启动子,其中所述鞭毛蛋白基因启动子包含一种或更多种遗传修饰,所述一种或更多种遗传修饰降低CsrA对从所述鞭毛蛋白基因启动子转录的mRNA的翻译的阻遏;和
b)flgM基因的遗传修饰,所述flgM基因的遗传修饰降低对SigD转录起始的抑制。


22.如权利要求21的重组微生物,所述重组微生物组成性地表达所述多肽。


23.如权利要求21所述的重组微生物,其中所述微生物是益生的。


24.如权利要求21所述的重组微生物,其中所述微生物属于选自以下的属:芽孢杆菌属、双歧杆菌属、肠球菌属、大肠杆菌、乳杆菌属、明串珠菌属、片球菌属、片球菌属和链球菌属。


25.如权利要求21所述的重组微生物,其中所述微生物属于芽孢杆菌属。


26.如权利要求21所述的重组微生物,其中所述微生物是枯草芽孢杆菌(B.subtilis)。


27.如前述权利要求中任一项所述的重组微生物,其中所述鞭毛蛋白基因启动子是hag启动子。


28.如权利要求27所述的重组微生物,其中所述hag启动子包含一种或更多种遗传修饰,所述一种或更多种遗传修饰降低CsrA对从所述鞭毛蛋白基因启动子转录的mRNA的翻译的阻遏,其中所述遗传修饰包括CsrABS1结合位点和/或CsrABS2结合位点的修饰(例如,核苷酸取代、插入或缺失)。


29.如权利要求28所述的重组微生物,其中所述一种或更多种遗传修饰包括对CsrABS1识别序列AGGA的一种或多于一种(例如两种、三种或四种)遗传修饰,例如修饰为序列AGAA。


30.如权利要求28所述的重组微生物,其中所述一种或更多种遗传修饰包括在12碱基对BS1结合位点中或在所述结合位点的任一侧上的形成BS1的茎-环二级结构的茎的周围碱基中的一种或更多种遗传修饰。


31.如权利要求28所述的重组微生物,其中所述一种或更多种遗传修饰包括所述BS1结合位点gcacaaggacgt中的一种或多于一种(例如,至少2种、至少3种、至少4种、至少5种、至少6种、至少7种、至少8种、至少9种、至少10种、至少11种、至少12种)...

【专利技术属性】
技术研发人员:扎卡里·阿伯特
申请(专利权)人:Z生命科学公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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