[發明專利]表達CIVPS或內含肽修飾蛋白的轉基因植物及其制備方法

在審

• 申請號: 201010261396.7
• 申請日: 2003-01-07
• 公開（公告）號: CN101993890A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 邁克爾·R·拉爾布
• 申請（專利權）人: 邁克爾·R·拉爾布
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00;A01H4/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威

相關申請

本申請是2004年7月7日提交的美國申請10/886,393的繼續申請，美國申請10/886,393是2003年1月7日提交的國際申請PCT/US03/00432的繼續申請，該國際申請要求2002年1月8日提交的美國臨時申請60/346,541的優先權，上述申請的全部內容都并入本申請。

本申請的“序列表”是2010年1月15日完成的，其全部內容都并入本申請。

本申請是國際申請日為2003年1月7日、國際專利申請號為PCT/US2003/000432、中國專利申請號03804121.9、名稱為“表達CIVPS或內含肽修飾蛋白的轉基因植物及其制備方法”的分案申請。

技術領域

本發明涉及表達CIVPS或內含肽修飾蛋白的轉基因植物，生產該轉基因植物的方法，在植物中表達CIVPS或內含肽修飾蛋白的方法，和包含表達CIVPS或內含肽修飾蛋白的轉基因植物的各種產品及其用途。

背景技術

礦物燃料是一種不可再生的資源，因此必須保證在將來有足夠的能量和有機飼料供應。轉化可持續資源需要新的技術，以構建改良飼料，設計將飼料轉化為有用產品的有效方法，和/或設計能有效利用其他替代物質的產品。這種轉化有利于，例如減少源于能量生產和使用的污染、減少源于化學制備方法的污染、通過利用可再生自然資源和有機廢物而增加可持續性、減少對國外原材料的依賴性和促進與新物質生產有關的當地經濟和市場。

植物原料是一種可持續資源，能幫助滿足將來對飼料的需求。應用植物作為能源和有機飼料物質有利于現有的大規模農業生產，通過光合作用使用陽光中的能量而將二氧化碳吸收到植物中，并產生更少的環境有害副產品。通過應用光合作用，植物從空氣中排除二氧化碳，有利于能量、化學和農產品生產。尋找使這些碳以容易且經濟的可利用形式重新有效分布的方法仍然是一種挑戰。

用植物生產化學飼料和燃料還處于初級階段。例如，基于淀粉的原材料可用于生產日用化學品。引起生物轉化過程受阻的可用物質和菌株的匱乏，以及對已存在的和預想中的安全性的控制問題，和經濟上的不可能導致這些領域發展尤其慢。諸如玉米淀粉之類的非纖維型生物材料與礦物資源相比，在材質上更有優勢，但是價格昂貴。相反，纖維素物質，如速生白楊、松樹、柳枝、玉米桿、甘蔗渣、廢紙漿和城市固體廢物在質量和能量上都具有價格優勢。但是，由于其復雜結構，纖維質難以加工處理。目前，纖維質需要預處理，包括用強酸、強堿和/或其他用作燃料的物質，如乙醇，或者用作化學產品的物質，如紙產品處理。這些預處理能有效暴露纖維質中的單體亞單位、主要是己糖、戊糖和酚類成分，然后將其剪切并作為物質應用，但價格昂貴。另一個可選擇使用的物質是酶，盡管其價格便宜，但更不安全。

重組DNA技術已用于改變微生物以實現物質的低成本生物轉化，因此擴大了微生物的應用并增加產品的生產數量。例如已經構建了表達木質纖維素降解酶的植物細胞，雖然由于其結構成分分解，該植物細胞很難分化和生長為完整植物。但是在木質素和纖維素物質和酶的滴度都很低時，它們能分化為完整植物，該植物需要做進一步的處理。將生物物質的預處理和發酵相結合的嘗試也碰到了困難，部分原因是由于質量轉化限制和發酵有機物干擾。

CIVPS或者內含肽是位于框架內，自我剪切的多肽，其一般是較大前體蛋白分子的一部分。在很多基本方面，CIVPS或者內含肽不同于其他蛋白酶或酶原。與將自身或其他蛋白裂解為數量眾多的不連接多肽的其它蛋白酶不同，CIVPS或者內含肽具有在順式或反式構象中進行裂解和連接的能力。因此，與蛋白酶對蛋白質反應產生的末端裂解相反，CIVPS或者內含肽具有在多個位點裂解和連接生成的蛋白片段的能力。所述裂解需在特定條件下誘導，能應用分子生物學技術工程化。根據文獻描述，在啤酒酵母(Sacchromyces?cervisiae)(Kane等，Science?250：651；Hirata等，J.Bio.Chem.265：6726(1990))、結核桿菌(Mycobacterium?tuberculosis)(Davis等，J.Bact.173：5653(1991)；Davis等，Cell?71：1(1992))、Thermococcus?litoralis(Perler等，PNAS?89：5577(1992))和其它有機體中存在CIVPS或者內含子。

因此，有必要提供一種新的方法以從更容易再生的原料中生產能量，例如通過某種方式修飾植物，使得該植物可以作為能量和化學飼料。

發明概述