[發(fā)明專利]一種經基因工程改造金黃色葡萄球菌噬菌體裂解酶及其制備方法與應用

有效

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• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104862297B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 周艷;王冉;張輝;包紅朵;孫利廠
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業(yè)科學院
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88;C12N15/60;C12N15/70;C12N1/21;A61K38/51;A61P31/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 肖明芳

技術領域

本發(fā)明屬于生物工程技術領域，具體涉及一種金黃色葡萄球菌噬菌體裂解酶及制備方法與應用。

背景技術

金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是一種重要的人獸共患病原菌，可以引起傷口感染、心內膜炎、骨髓炎、中毒性休克綜合征等多種疾病，在奶牛場金黃色葡萄球菌引發(fā)的奶牛乳房炎疾病發(fā)病率高達35-59％，極大地影響了我國奶牛的產奶量、所產牛奶的品質、奶牛場的經濟效益甚至我國牛奶質量在國際上的競爭力和聲譽。

目前，金葡菌感染引發(fā)的奶牛乳房炎主要通過1)抗生素掛水全身注射、乳房注射或灌注、乳頭浸潤等方式，和2)金葡菌疫苗免疫，3)中草藥使用等方法控制和治療，雖然抗生素能夠在一定程度上抑制了金黃色葡萄球菌引起的細菌感染，但抗生素的長期使用帶來了世界范圍內不可逆轉的致病菌耐藥性的危害。這種危害不僅導致巨大的經濟損失，而且對人類造成嚴重的健康威脅，主要包括兩方面：第一，抗生素的使用導致多年來不斷產生多重耐藥金葡菌，如耐甲氧西林金葡菌(methicillin—resistant S.aureus，MRSA)和耐萬古霉素金葡菌(vancomycin-resistant S.aureus，VRSA)，而這些耐藥菌的出現(xiàn)又使得急切需要研發(fā)新型抗菌藥物。而新型抗生素的出現(xiàn)又會導致產生更耐藥更難以防治的金葡菌，從而形成了惡性循環(huán)。第二，因治療金葡菌感染所導致的牛奶中的抗生素殘留，帶來了嚴重的食品安全隱患，間接危害了人類的健康。因此，研發(fā)新型的抗菌藥物成為迫在眉睫的社會需要和各國科學家的研究熱點。

噬菌體作為細菌專性寄生病毒，分為裂解性噬菌體和溶源性噬菌體，其中裂解性噬菌體可以通過吸附、注入基因組、重新組裝病毒顆粒、裂解細菌釋放子代噬菌體病毒顆粒完成一個病毒更新周期，同時達到將細菌裂解成碎片的目的。

早在1915年發(fā)現(xiàn)噬菌體以來，噬菌體已經被蘇聯(lián)、德國軍隊等用于治療士兵的痢疾、傷口感染等的治療，并取得了較好的治療效果。近期，由于細菌耐藥菌以及超級細菌的出現(xiàn)，噬菌體因其能裂解細菌的特性又被各國科學家們重新關注、并認為是一種潛在的新型抗菌藥物而成為研究熱點。2007年，美國FDA批準了李斯特菌噬菌體制劑用于禽肉和芝士的保藏殺菌，2014年新西蘭政府批準了大腸桿菌O157噬菌體用于屠宰前奶牛的凈化殺菌。

當前，也有一些科學家認為噬菌體作為活體病毒，用于細菌控制和治療添加于食品中有一定的風險。因此，現(xiàn)在許多科學家轉向開始將噬菌體中表達裂解酶的基因進行重組表達安全性較高的裂解酶用于細菌性疾病的治療和細菌性污染的控制。

噬菌體裂解酶(Bacteriophage lysin)是由雙鏈DNA噬菌體基因組編碼并在噬菌體感染細菌后期表達的一類細胞壁蛋白水解酶，能夠直接破壞細菌細胞壁的肽聚糖從而使細菌裂解。一般認為，裂解酶具有兩個結構域，即位于N端的具有裂解功能的結構域和位于C端的決定宿主特異性的結構域。

近年來的研究表明，對于革蘭氏陽性菌，噬菌體的裂解酶能夠識別細菌細胞壁受體、并裂解細菌。噬菌體裂解酶作為一種新型安全的抗菌藥物具有高效快速、裂解譜廣、安全性高、很難產生抗性菌、能夠有效裂解多重耐藥菌等優(yōu)點，得到越來越多的重視。國內外越來越多的體內動物試驗表明裂解酶具有很高的殺菌性、較之噬菌體具有更廣的裂解譜和難產生抗性菌、對耐藥性致病菌的裂解性和其他抗菌劑協(xié)同作用的高效性，并且由體內使用裂解酶導致動物體內產生的抗體沒有影響裂解酶的作用。因此該研究有望將金黃色葡萄球菌噬菌體裂解酶研發(fā)成為一種防治由金黃色葡萄球菌感染引起的疾病和控制動物源性食品中金葡菌的新型抗菌制劑。

目前，關于對金葡菌有殺滅或裂解作用的噬菌體裂解酶報道不多，本實驗室成員張輝申報的專利(ZL201210157894.6)是一種來自于天然金葡菌噬菌體的裂解酶基因，未經過改造和重組，與本發(fā)明的噬菌體裂解酶LysS1核酸序列和氨基酸序列也不同，是兩種不同的裂解酶。

發(fā)明內容

本發(fā)明需要解決的技術問題是，提供一種金黃色葡萄球菌噬菌體裂解酶。

本發(fā)明還要解決的技術問題是，提供上述金黃色葡萄球菌噬菌體裂解酶的制備方法。

本發(fā)明最后要解決的技術問題是，提供上述金黃色葡萄球菌噬菌體裂解酶的應用

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種經基因工程改造的金黃色葡萄球菌噬菌體裂解酶，該金黃色葡萄球菌噬菌體裂解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO：1。