[發明專利]一種高產氫萊茵衣藻蛋白及其編碼基因與應用

有效

• 申請號: 201410108048.4
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103880934A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 黃芳;陳梅;趙磊;張錦
• 申請（專利權）人: 中國科學院植物研究所
• 主分類號: C07K14/405
• 分類號: C07K14/405;C12N15/11;C12N15/79;C12N1/13;C12R1/89
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明屬于基因工程領域，涉及一種萊茵衣藻蛋白及其編碼基因與應用。

背景技術

由于化石燃料的日益枯竭，尋找清潔的替代能源已成為一項迫切的課題。氫是宇宙間最簡單同時也是最為豐富的元素，被普遍認為是一種最有吸引力的替代能源，各國政府都開始重視不占用耕地、不消耗糧食的藻類生物能源與資源的研發，其中需要解決的一個關鍵問題是有效提高藻類的產氫量。

挖掘重要的具有提高藻類產氫能力的新基因，不僅可為高光效工程藻株設計提供可利用的基因元件，也對發展提高藻類產氫的新方法、促進藻類能源資源的可持續發展有重要價值。

萊茵衣藻（Chlamydomonas?reinhardtii）是單細胞真核綠藻，是廣泛用于光合作用與產氫的重要藻種。

發明內容

本發明的目的是提供一種萊茵衣藻蛋白及其編碼基因與應用。

本發明所提供的蛋白質，來源于萊茵衣藻（Chlamydomonas?reinhardtii），命名為SHH1，具體是如下（a）或（b）：

（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

（b）將（a）所限定的蛋白質的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且與衣藻產氫相關的蛋白質。

為了便于SHH1蛋白的純化，可在由序列表中序列1的氨基酸殘基序列組成的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上如下表所示的標簽。

表：標簽的序列

上述（b）中的蛋白質可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進行生物表達得到。上述（b）中的蛋白質的編碼基因可通過將序列表中序列2所示的DNA序列中缺失一個或幾個氨基酸殘基的密碼子，和/或進行一個或幾個堿基對的錯義突變。

編碼所述蛋白質的核酸分子也屬于本發明的保護范圍。

所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因組DNA或重組DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA、hnRNA或tRNA等。

在本發明的一個實施例中，所述核酸分子具體為編碼所述SHH1蛋白的基因（命名為SHH1）；所述SHH1基因是如下1）至3）中任一所述的DNA分子：

1）編碼序列為序列表中序列2所示的DNA分子；

2）在嚴格條件下與1）限定的DNA分子雜交且編碼所述SHH1蛋白的DNA分子；

3）與1）或2）限定的DNA分子具有90%以上同源性且編碼所述SHH1蛋白的DNA分子。

上述嚴格條件可為用6×SSC，0.5%SDS的溶液，在65℃下雜交，然后用2×SSC，0.1%SDS和1×SSC，0.1%SDS各洗膜一次。

其中，序列2由426個核苷酸組成，第1-426位為ORF，編碼序列表中序列1所示的SHH1蛋白。

含有上述核酸分子的重組載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌也屬于本發明的保護范圍。

所述重組載體可為重組表達載體，也可為重組克隆載體。

所述重組表達載體可用現有的植物表達載體構建。所述植物表達載體包括雙元農桿菌載體和可用于植物微彈轟擊的載體等，如pGreen0029、pCAMBIA3301、pCAMBIA1300、pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301-UbiN或其它衍生植物表達載體。所述植物表達載體還可包含外源基因的3’端非翻譯區域，即包含聚腺苷酸信號和任何其它參與mRNA加工或基因表達的DNA片段。所述聚腺苷酸信號可引導聚腺苷酸加入到mRNA前體的3’端。使用所述基因構建重組表達載體時，在其轉錄起始核苷酸前可加上任何一種增強型、組成型、組織特異型或誘導型啟動子，例如花椰菜花葉病毒（CAMV）35S啟動子、泛素基因Ubiquitin啟動子（pUbi）、脅迫誘導型啟動子rd29A等，它們可單獨使用或與其它的植物啟動子結合使用；此外，使用本發明的基因構建重組表達載體時，還可使用增強子，包括翻譯增強子或轉錄增強子，這些增強子區域可以是ATG起始密碼子或鄰接區域起始密碼子等，但必需與編碼序列的閱讀框相同，以保證整個序列的正確翻譯。所述翻譯控制信號和起始密碼子的來源是廣泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻譯起始區域可以來自轉錄起始區域或結構基因。為了便于對轉基因植物細胞或植物進行鑒定及篩選，可對所用重組表達載體進行加工，如加入可在植物中表達的編碼可產生顏色變化的酶或發光化合物的基因、具有抗性的抗生素標記物或是抗化學試劑標記基因等。也可不加任何選擇性標記基因，直接以逆境篩選轉化植株。