IRX10-CT蛋白在从头合成木聚糖中的应用制造技术

本发明专利技术公开了IRX10

【技术实现步骤摘要】
IRX10
‑
CT蛋白在从头合成木聚糖中的应用


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及IRX10
‑
CT蛋白在植物体内和/或体外从头合成木聚糖中的应用。

技术介绍

[0002]植物细胞壁是植物细胞的一种特有结构，在其生长发育过程中发挥着十分重要的作用，比如提供机械支撑、水分运输等。木聚糖是植物细胞壁中的重要成分，可与纤维素和木质素等多聚物交联形成复杂的网络结构，最终决定细胞壁的结构与功能。木聚糖合成缺陷会导致植株支撑力下降、生长发育缓慢甚至致死等表型。
[0003]木聚糖主链是由木糖以β
‑
1,4
‑
糖苷键连接而成。研究表明，拟南芥中GT47(Glycosyltransferase)和GT43家族中的IRX10(Irregular xylem)、IRX9和IRX14参与主链合成，但合成机制尚不清晰。
[0004]植物细胞壁既是植物生长发育的物质基础，又可作为食品、工业原料等影响我们生活的方方面面。因此，植物如何合成细胞壁是一个重要的科学问题，解析其合成机理和生物学功能具有重要的理论和应用价值。建立多糖的合成生物学技术是当代生物技术的重要课题之一。多糖分子设计需要透彻解析多糖生物合成机制，然而这方面的研究一直未取得突破，对多糖合成的起始机制更是知之甚少。因此，揭示植物细胞壁多糖的生物合成机理，可以为应用合成生物学技术进行人工合成提供理论依据，也可为作物抗倒伏性等重要农艺性状的分子设计改良提供靶标。
[0005]作为重要的植物交联聚糖，木聚糖具有可再生、成本低廉的优良属性，其体外合成对于人类生产和生活起到了重要作用。在工业中，木聚糖经过酵母体内发酵转化为乙醇，可用于生物燃料的生产；木聚糖脱水后可形成呋喃甲醛，作为树脂、农药等的加工原料；木聚糖具有良好的成膜性能和可降解能力，可用于制造食品包装；木聚糖在稀酸中水解生成木糖，可制备木糖醇、甜味剂等。在医药行业中，木聚糖具有抗炎、抑制肿瘤的功效；可作为抗菌剂，抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的增殖；可作为保健食品，特异地促进人体肠道内双歧杆菌的增殖、促进肠胃功能，同时还可以降低血清胆固醇、降低血压、保护肝脏。因此如何快速有效的体外合成木聚糖，具有重要的意义和应用价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供IRX10蛋白质或其相关的生物材料的应用。
[0007]为实现上述目的，第一个方面，本专利技术提供蛋白质或其相关的生物材料在制备木聚糖中的应用，
[0008]所述蛋白质可为如下A1)、A2)或A3)：
[0009]A1)氨基酸序列是序列表中序列1第25
‑
417位所示的蛋白质或氨基酸序列是序列表中序列1的蛋白质；
[0010]A2)将A1)所述蛋白质的氨基酸序列经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失
和/或添加得到的与A1)所述的蛋白质具有80％以上的同一性且与木聚糖合成相关的蛋白质；
[0011]A3)在A1)或A2)所述蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；
[0012]所述生物材料可为下述B1)至B7)中的任一种：
[0013]B1)编码所述蛋白质的核酸分子；
[0014]B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
[0015]B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；
[0016]B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；
[0017]B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
[0018]B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；
[0019]B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官。
[0020]所述木聚糖可包括木二糖、木三糖、木四糖、木五糖、木六糖、木七糖、木八糖、木九糖、木十糖、木十一糖和/或木十二糖。
[0021]进一步地，上述的应用中，A2)所述蛋白质可为氨基酸序列如序列表中序列4第1
‑
393位所示的蛋白质。
[0022]进一步地，上述的应用中，A2)或A3)所述蛋白质可为a1)或a2)
[0023]a1)氨基酸序列如序列表中序列3所示的蛋白质；
[0024]a2)氨基酸序列如序列表中序列4所示的蛋白质。
[0025]本专利技术中，序列表中序列1由417个氨基酸残基组成；序列3由416个氨基酸残基组成；序列4由416个氨基酸残基组成。
[0026]上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0027]所述蛋白标签(protein
‑
tag)是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述蛋白标签可为Flag蛋白标签、His蛋白标签、MBP蛋白标签、HA蛋白标签、myc蛋白标签、GST蛋白标签和/或SUMO蛋白标签等。
[0028]表1：标签的序列
[0029]标签残基序列Poly
‑
Arg5
‑
6(通常为5个)RRRRRPoly
‑
His2
‑
10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep
‑
tag II8WSHPQFEKc
‑
myc10EQKLISEEDL
[0030]为实现上述目的，第二个方面，本专利技术提供上述的蛋白质在作为木糖糖基转移酶或制备酶制剂中的应用，所述酶制剂具有木糖糖基转移酶活性。
[0031]为实现上述目的，第三个方面，本专利技术提供一种制备木聚糖的方法，所述方法包括
使用上述的蛋白质催化木糖合成木聚糖的步骤。
[0032]进一步地，上述方法可为植物体外制备木聚糖的方法。
[0033]上述方法中，催化木聚糖合成可以发生在无细胞体系，也可发生在非植物细胞体系。
[0034]所述的植物体外，可包括无细胞体系，或者非植物细胞体系。
[0035]所述非植物细胞体系具体可包括酵母细胞、大肠杆菌细胞等非植物细胞。
[0036]为实现上述目的，第四个方面，本专利技术提供上述的蛋白质或其相关生物材料的应用，所述应用可为下述任一种：
[0037]D1)上述蛋白质或其相关生物材料在合成木聚糖中的应用；
[0038]D2)上述蛋白质或其相关生物材料在制备合成木聚糖的产品中的应用；
[0039]D3)上述蛋白质或其相关生物材料在调控植物细胞壁中木聚糖含量中的应用；
[0040]D4)上述蛋白质或其相关生物材料在制备调控植物细胞壁中木聚糖含量的产品中的应用；
[0041]D5)上述蛋白质或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质或其相关的生物材料在制备木聚糖中的应用，其特征在于：所述蛋白质为如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列表中序列1第25
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417位所示的蛋白质或氨基酸序列是序列表中序列1的蛋白质；A2)将A1)所述蛋白质的氨基酸序列经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所述的蛋白质具有80％以上的同一性且与木聚糖合成相关的蛋白质；A3)在A1)或A2)所述蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；所述生物材料为下述B1)至B7)中的任一种：B1)编码所述蛋白质的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：A2)所述蛋白质的氨基酸序列如序列表中序列4第1
‑
393位所示。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：A2)或A3)所述蛋白质为a1)或a2)a1)氨基酸序列如序列表中序列3所示的蛋白质；a2)氨基酸序列如序列表中序列4所示的蛋白质。4.权利要求1
‑
3中任一项所述的蛋白质在作为木糖糖基转移酶或制备酶制剂中的应用，所述酶制剂具有木糖糖基转移酶活性。5.一种制备木聚糖的方法，其特征在于：所述方法包括使用权利要求1
‑
3中任一项所述的蛋白质催化木糖合成木聚糖的步骤。6.权利要求1
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3中任一项所述的蛋白质或其相关生物材料的应用，其特征在于：所述应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：周奕华，张保才，汪航，杨晗蕾，
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：