一种稳定高效表达乳铁蛋白基因的载体及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种稳定高效的表达乳铁蛋白基因的载体及其在制备用于生产乳铁蛋白的植物细胞或植物方面的应用。该载体包括以下组成部分：1)植物可表达的乳铁蛋白基因序列；2)启动子序列；3)可选的转录终止子。本发明专利技术提供了一种新型的拟南芥AtRBCS基因启动子与乳铁蛋白基因组合的表达载体，该启动子可以显著提高乳铁蛋白在植物中的表达量。本发明专利技术通过优化表达调控元件，应用适合的信号肽等方式来提高乳铁蛋白在植物中的表达量，一方面提高乳铁蛋白的表达量，另一方面提高目标蛋白的稳定性。该载体可在植物细胞中高效表达乳铁蛋白，具有广泛的应用前景。该载体可用于生产高质量乳铁蛋白，用于药物、食品和化妆品等领域。食品和化妆品等领域。食品和化妆品等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种稳定高效表达乳铁蛋白基因的载体及其应用


[0001]本专利技术涉及乳铁蛋白领域，具体涉及一种稳定高效表达乳铁蛋白基因的载体及其应用。

技术介绍

[0002]乳铁蛋白(Lactoferrin)是一种广泛存在于哺乳动物乳汁和其他体液中的铁结合蛋白质。它在乳汁中起着重要的保护和调节功能，具有多种生理活性和应用潜力。
[0003]乳铁蛋白具有以下几个主要特性：
[0004]铁结合作用：乳铁蛋白能够结合和转运铁离子，起到调节机体铁代谢的作用。它能与过量的游离铁结合，减少游离铁对细胞和组织的损害，同时也能在需要时释放铁离子。
[0005]抗菌作用：乳铁蛋白具有广谱的抗菌活性，能够抑制细菌、真菌和病毒的生长。它通过多种机制发挥抗菌作用，包括与微生物表面的阴离子结合、破坏细菌膜、抑制细菌内外膜的合成等。
[0006]免疫调节作用：乳铁蛋白能够调节免疫系统的功能，增强机体的抵抗力。它参与调节炎症反应、刺激免疫细胞的活化和增殖，并促进免疫细胞间的相互作用。
[0007]抗氧化作用：乳铁蛋白具有抗氧化活性，能够清除自由基并保护细胞免受氧化损伤。它在维持细胞的氧化还原平衡和保护细胞膜完整性方面发挥重要作用。
[0008]基于乳铁蛋白的生理活性和多种功能，它在医药、保健品、食品和化妆品等领域具有广泛的应用潜力。一些研究表明，乳铁蛋白可以用于治疗贫血、缺铁性疾病、感染性疾病等，同时也被用作抗菌剂、免疫调节剂、抗氧化剂和营养保健品的成分。此外，乳铁蛋白还被广泛应用于婴幼儿配方奶粉、功能性食品、口腔护理产品和护肤品等领域。
[0009]因此，乳铁蛋白的研究和开发具有重要的科学意义和应用价值，包括寻找高效的生产方法、探索其生物活性机制、优化其功能性应用等。
[0010]目前，植物叶片表达乳铁蛋白仍然存在一些挑战和问题，主要包括以下几个方面：
[0011]表达水平低：植物叶片作为表达乳铁蛋白的主要组织，其天然表达水平往往较低，无法满足大规模生产的需求。因此，提高乳铁蛋白在植物叶片中的表达水平是一个关键问题。
[0012]蛋白质稳定性：乳铁蛋白在植物叶片中可能会受到蛋白质降解酶的降解，导致其稳定性降低。这可能导致乳铁蛋白的失活或降低其生物活性。
[0013]亚细胞定位：乳铁蛋白在细胞内的亚细胞定位对其功能和应用具有重要影响。确保乳铁蛋白在植物叶片中正确地定位到合适的亚细胞位置，例如胞浆、内质网或细胞壁，对其生物活性和应用有着重要的影响。
[0014]纯化和提取：从植物叶片中纯化和提取乳铁蛋白是一个具有挑战性的步骤。叶片中含有大量其他蛋白质和复杂的组分，如叶绿素等，需要有效的纯化和提取方法来获取高纯度的乳铁蛋白。
[0015]解决这些问题的研究正在进行中。通过优化植物基因表达系统、调控转录因子和
信号途径、改善蛋白质稳定性和亚细胞定位，以及开发高效的纯化技术，可以克服这些挑战，提高植物叶片表达乳铁蛋白的效率和质量，从而推动乳铁蛋白在植物系统中的应用。

技术实现思路

[0016]本专利技术提供了一种稳定高效的表达乳铁蛋白基因的载体及其在制备用于生产乳铁蛋白的植物细胞或植物方面的应用。
[0017]本专利技术提供了一种新型的拟南芥AtRBCS基因启动子与乳铁蛋白基因组合的表达载体，该启动子可以显著提高乳铁蛋白在植物中的表达量。
[0018]本专利技术通过优化表达调控元件，应用适合的信号肽等方式来提高乳铁蛋白在植物中的表达量，实现乳铁蛋白在叶绿体中表达，一方面提高乳铁蛋白的表达量，另一方面提高目标蛋白的稳定性。
[0019]该载体可在植物细胞中高效表达乳铁蛋白，具有广泛的应用前景。该载体可用于生产高质量乳铁蛋白，用于药物、食品和化妆品等领域。本专利技术提供了一种有效的方法，可实现植物工厂化生产乳铁蛋白的目标。
[0020]本专利技术的技术方案是：
[0021]本专利技术提供了一种稳定高效表达乳铁蛋白基因的载体，该载体包括以下组成部分：1)植物可表达的乳铁蛋白基因序列；2)适当的启动子序列；3)可选的转录终止子。
[0022]进一步，所述的乳铁蛋白基因为牛乳铁蛋白基因，但是根据植物密码子偏好进行了优化，其核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示，氨基酸序列为SEQ ID NO:2所示。
[0023]进一步，所述的启动子为植物RuBP羧化酶小亚基基因的启动子，包括但不限于拟南芥AtRbcs启动子pAtRbc，其核苷酸序列为SEQ ID NO:3所示；所述终止子序列包括但不限于花椰菜花叶病毒CaMV35S终止子T35S，其核苷酸序列为SEQ ID NO:4所示。
[0024]本专利技术提供的乳铁蛋白还可以是来源于其它动物基因组，这些乳铁蛋白基因编码的蛋白质氨基酸序列如表1所示，本专利技术提供的乳铁蛋白基因包括但不限于上述基因及其同源基因。
[0025]表1：动物乳铁蛋白基因编码的蛋白
[0026]编号来源动物动物拉丁名NCBI序列1牛BostaurusNP_851341.12牦牛BosgrunniensALE66311.13黄牛BosindicusACY01187.14人Homo sapiensAAB60324.15猪SusscrofaXP_020924222.16绵羊OvisariesNP_001020033.17骆驼CamelusbactrianusXP_010965654.1
[0027]进一步，本专利技术所述载体还包括增强乳铁蛋白基因表达量或者稳定性的调控元件，所述调控元件是指可以调控基因表达的一段核苷酸序列，包括增强子、基质附着区序列等，优选基质附着区序列(MAR)，核苷酸序列为SEQ ID No：5所示。所述调控元件设在乳铁蛋白基因表达框5
’
端或者终止子的3
’
端。
[0028]本专利技术中用于提供载体骨架的基础载体可以是pCambia系列载体(CAMBIA,
Canberra,Australia)或者其它载体，优选pCambia 1300载体。本专利技术中使用的筛选标记为pCambia 1300自带的潮霉素抗性基因hyg,作为替换，筛选标记基因可以是来源于细菌或植物的除草剂抗性基因或者其它抗性基因。
[0029]本专利技术还提供了一种包含所述高效表达动物乳铁蛋白基因的载体T
‑
DNA的植物细胞。
[0030]本专利技术同时还提供了一种包含所述高效表达乳铁蛋白基因的载体T
‑
DNA的植物。
[0031]本专利技术进一步提供了利用所述载体获得稳定高效表达乳铁蛋白基因的植物细胞或者植物的方法，该方法可以是农杆菌介导转化法、基因枪法、原生质体侵染法或者其他植物遗传转化方法，优选农杆菌介导转化法。
[0032]本专利技术构建的表达载体适于单子叶植物的表达或者双子叶植物的表达，单子叶植物包括：玉米、水稻等；双子叶植物包括：大豆、油菜、棉花等。
[0033]一种乳铁蛋白植物表达载体，包括植物可表达的乳铁蛋白基因序列、适当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稳定高效表达乳铁蛋白基因的载体，其特征在于，包括以下组成部分：1)植物可表达的乳铁蛋白基因；2)启动子；所述的启动子为植物RuBP羧化酶小亚基基因的启动子。2.根据权利要求1所述的稳定高效表达乳铁蛋白基因的载体，其特征在于，所述的植物可表达的乳铁蛋白基因为牛乳铁蛋白基因，其核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示。3.根据权利要求1所述的稳定高效表达乳铁蛋白基因的载体，其特征在于，所述启动子为拟南芥AtRbcs启动子pAtRbc，其核苷酸序列为SEQ ID NO:3所示。4.根据权利要求1所述的稳定高效表达乳铁蛋白基因的载体，其特征在于，还包括：3)可选的转录终止子。5.根据权利要求4所述的稳定高效表达乳铁蛋白基因的载体，其特征在于，所述转录终止子为花椰菜花叶病毒CaMV35S终止子T35...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东芳，
申请(专利权)人：三亚铁蛋生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：