根据蛋白质-DNA复合物晶体结构设计新型TALE的方法技术

本发明专利技术涉及根据蛋白质-DNA复合物晶体结构设计新型TALE的方法。本发明专利技术提供了设计特异识别DNA的TALE蛋白的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
，更具体地说，涉及根据蛋白质-DNA复合物晶体结构设计新型TALE的方法。
技术介绍
TALEs (Transcription Activator Like Effectors,转录激活子样效应因子)是植物致病菌(Xanthomonas)细胞内的一种蛋白质。当病原菌侵染植株时，病菌会通过其自身的III型分泌系统将包括TALE在内的一系列效应分子注入到植物细胞内。这些效应分子通过影响宿主细胞的信号传递，基因表达等方式来协助病菌进一步扩增。TALE则是这些效应分子中最大的一类，它像植物基因的转录激活子一样行使功能。TALE家族蛋白一般由3个主要的功能结构域组成，N端结构域与TALE的分泌转运有关；C端具有转录激活结构域和入核信号肽片段；位于TALE中部的区域是DNA结合结构域，但它的DNA结合结构域不同于其他已知的DNA结合结构域，它是由一段串联的重复单元组成，大多数情况下每个重复单元由34个氨基酸组成，个别重复单元由33或35个氨基酸残基组成。这34个氨基酸中除了第12，13位的氨基酸变化较大之外，其他氨基酸高度保守。这两个不保守的氨基酸被命名为RVD (Repeat variable ^residue,重复可变双残基)。2009年的两篇文章分别 通过实验和生物信息学研究发现每个重复序列中12，13位的氨基酸和识别的核苷酸种类有特殊的对应关系，比如:权利要求1.设计特异识别DNA的TALE蛋白的方法，包括以下步骤: 1)位于组装单元第16、17位的残基采用侧链含有氢键受体基团或碱性的氨基酸，例如Arg, Lys, His，Asn, Gln ； 2)位于组装单元第12位的残基采用侧链含有氢键供体基团，例如His，Asn，Gin,Ser’Thr, Tyr, Lys, Arg ； 3)对于碱基腺嘌呤A,组装单元第13位的残基选自Asn,Asp, Gin, Glu, Ser, Thr ； 4)对于碱基鸟嘌呤G,组装单元第13位的残基选自Asn,Gin, Asp, Glu, His, Lys, Arg,Ser, Thr ； 5)对于碱基胞卩密唳C,组装单元第13位的残基选自Asp,Asn, Glu, Gin, Ser, Thr, Tyr。6)对于碱基胸腺嘧啶T，组装单元第13位的残基选自Gly，Ser,Ala ； 7)对于碱基5-甲基胞嘧啶5mC，组装单元第13位的残基选自Gly，Ser,Ala。2.制备特异识别DNA的TALE蛋白的方法，包括以下步骤: 按照权利要求1的 方法设计所述蛋白，和对所述蛋白进行表达。3.融合蛋白，包含权利要求1或2中所述的TALE蛋白或其DNA结合结构域。4.权利要求3的融合蛋白，其中所述TALE蛋白或其DNA结合结构域的N端或C端与荧光类蛋白、DNA水解酶或DNA-RNA杂合链水解酶(nuclease)、或任何靶向基因的转录因子激活结构域(activation domain)融合。5.对细胞生命过程进行干涉的方法，包括利用权利要求1或2中所述的TALE蛋白或权利要求3或4的融合蛋白对特定基因表达进行激活或抑制。6.对细胞生命过程进行干涉的方法，包括利用权利要求1或2中所述的TALE蛋白或权利要求3或4的融合蛋白对基因组中的特定基因进行敲除、引入定点突变或插入新基因片段。7.权利要求5或6的方法，其中所述DNA还包含修饰的DNA衍生物，包括但不限于甲基化喊基、轻甲基化喊基。8.权利要求5或6的方法，其中所述RNA还包含修饰的RNA衍生物，包括但不限于甲基化喊基、轻甲基化喊基。9.权利要求5或6的方法，其用于抑制RNA病毒的复制。10.权利要求9的方法，其中所述RNA病毒包括正链RNA，反链RNA等单链RNA病毒和双链RNA病毒,例如HIV、流感病毒、丙肝病毒、脑灰质炎病毒、肠胃炎病毒。11.权利要求5或6的方法，其用于抑制哺乳动物中的肿瘤细胞增殖。12.权利要求5或6的方法，其用于治疗或预防由逆转录病毒感染引起的疾病或用于治疗或预防肿瘤。全文摘要本专利技术涉及根据蛋白质-DNA复合物晶体结构设计新型TALE的方法。本专利技术提供了设计特异识别DNA的TALE蛋白的方法。文档编号C07K14/195GK103193871SQ20121002101公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日专利技术者颜宁, 施一公, 邓东, 闫创业 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
设计特异识别DNA的TALE蛋白的方法，包括以下步骤：1)位于组装单元第16、17位的残基采用侧链含有氢键受体基团或碱性的氨基酸，例如Arg，Lys，His，Asn，Gln；2)位于组装单元第12位的残基采用侧链含有氢键供体基团，例如His，Asn，Gln，Ser，Thr，Tyr，Lys，Arg；3)对于碱基腺嘌呤A，组装单元第13位的残基选自Asn，Asp，Gln，Glu，Ser，Thr；4)对于碱基鸟嘌呤G，组装单元第13位的残基选自Asn，Gln，Asp，Glu，His，Lys，Arg，Ser，Thr；5)对于碱基胞嘧啶C，组装单元第13位的残基选自Asp，Asn，Glu，Gln，Ser，Thr，Tyr。6)对于碱基胸腺嘧啶T，组装单元第13位的残基选自Gly，Ser，Ala；7)对于碱基5?甲基胞嘧啶5mC，组装单元第13位的残基选自Gly，Ser，Ala。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜宁，施一公，邓东，闫创业，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：