[發明專利]丙烯酰賴氨酸翻譯系統及其應用

有效

• 申請號: 201110225152.8
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號: CN102925427A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 王江云;李發慧;孫云;潘延超
• 申請（專利權）人: 中國科學院生物物理研究所
• 主分類號: C12N15/00
• 分類號: C12N15/00;C12N1/21;C12N5/10;C12N15/70;C12N15/85;G01N33/68;A61K49/00;C12Q1/02;C12R1/01;C12R1/19
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王旭

技術領域

本發明屬于生物化學領域。具體地，本發明提供丙烯酰賴氨酸氨酰tRNA合成酶突變體，其含有的氨基酸序列選自由SEQ?ID?NO：2所示氨基酸和它們的保守性變體構成的組。本發明還涉及一種丙烯酰賴氨酸(Acryllysine，或AcrK)翻譯系統。更具體地，本發明涉及利用正交tRNA、正交丙烯酰賴氨酸氨酰tRNA合成酶和它們的配對將丙烯酰賴氨酸摻入目標蛋白質的丙烯酰賴氨酸翻譯系統，和利用所述翻譯系統在目標蛋白質中定點特異摻入丙烯酰賴氨酸的遺傳方法。本發明還涉及用這種翻譯系統和這種遺傳方法產生的含有丙烯酰賴氨酸的突變蛋白質，以及含有丙烯酰賴氨酸的突變蛋白質的應用。

背景技術

蛋白質是細胞功能的主要執行者。許多重要的生命過程，如多亞單位蛋白質復合體形成、細胞內信號轉導、基因轉錄、蛋白質轉運、蛋白質修飾和降解等，都依賴于蛋白質之間相互作用。所以，研究蛋白質的結構、功能及其相互作用是理解細胞生命過程中各種內在機制的關鍵。蛋白熒光標記技術已經被廣泛應用于蛋白質功能的可視化研究中。熒光蛋白常被用來研究蛋白質在生物體內的表達和定位，但由于它本身體積比較大，往往會影響目標蛋白的生物活性。特異性的小分子熒光探針以其體積小、膜透性好、背景噪音低以及制備方便的優點成為蛋白質研究的一個有力工具(陳磊，姚祝軍，生命科學，2008，20(1)：3-12)。但是，如何將具有各種不同功能的熒光分子引入到特定的蛋白是限制其應用的瓶頸。因此，發展一種高效的蛋白標記技術對生命科學的研究有著重要的意義。

為此，生物正交化學提供了令人興奮的研究生物體中生物分子動力學及功能的新策略(Prescher?J.A.，Bertozzi?C.R.Nat.Chem.Biol.，2005，1：13-21；van?Swieten?P.F.，Leeuwenburgh?M.A.，Kessler?B.M.，Overkleeft?H.S.Org.Biomol.Chem.，2005，3：20-27；Barglow?K.T.，Cravatt?B.F.Nat.Methods，2007，4：822-827)。與以配體為基礎的方法相比，生物正交化學則需要能與目標生物分子特異性共價結合的探針分子。因此這種方法具有以下獨特的優勢：(1)能應用到各種各樣的生物體分子中，包括蛋白、核酸、碳水化合物和脂質體。(2)用途廣泛，探針分子的選擇取決于研究人員的想象力。(3)具有高擴展性，適合活細胞中單個目標生物分子功能注釋以及一類生物分子的全基因功能分析。由于這些特征，生物正交化學被成功的運用到可視化蛋白表達，跟蹤蛋白定位，測定蛋白活性，鑒定蛋白相互作用和生物體系中蛋白轉換等功能研究。

在化學和生物學復雜的分子系統研究中，需要高度選擇性修飾分子的方法。特別是在大生物分子中，由于分子鏈長和結構復雜，不可避免的產生非特異性標記和副反應。通過生物正交化學的方法選擇性的修飾蛋白為研究活體內蛋白功能提供了強有力的工具，這種方法目前的一個主要瓶頸是缺少可以位點特異性插入蛋白的生物正交反應基團。另外，生物正交反應廣泛應用于解決生物體中復雜和動態的生物問題上則應具備以下三種必要特性：(1)真正的生物正交性；(2)快反應速率；(3)快速的可誘導性(LIM?Reyna?K.V.，LIN?Q.Science?china，2010，53(1)：61-70)。優良的生物正交性和快反應速率的重要性在這個領域中已經得到認可，但可誘導性的重要性還沒有被廣泛理解。