[發明專利]一種源于沙門氏菌噬菌體基因編碼的蛋白在作為革蘭氏陰性菌裂解酶中的應用

有效

• 申請號: 202011088227.8
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112175928B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李錦銓;徐偲月;晏婷
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N9/88
• 分類號: C12N9/88;C12N15/60;C12N1/06;C12R1/19;C12R1/42
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 龔瑩瑩

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種源于沙門氏菌噬菌體基因編碼的蛋白在作為裂解酶中的應用，所述的蛋白的氨基酸序列為SEQ ID NO.2所示，編碼所述蛋白的基因的核苷酸序列為SEQ ID NO.1所示。本發明首次發現SEQ ID NO.2所示的蛋白具備裂解酶的作用，且能自內裂解大腸桿菌等革蘭氏陰性細菌，該裂解酶的裂解效應高，對多種不同的大腸桿菌以及沙門氏菌均具備裂解效果。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種源于沙門氏菌噬菌體基因編碼的蛋白在作為裂解酶中的應用。

背景技術

噬菌體編碼產生的裂解酶在噬菌體侵染細菌的后期產生，裂解酶通過作用于細菌細胞壁的肽聚糖層達到裂菌的效果。目前，國際上對于陽性菌裂解酶的研究較多，由于其不存在細胞壁外膜，可以通過將外源加入的裂解酶直接作用于細菌，通過裂解細菌細胞壁達到裂菌、殺菌的效果。然而對于革蘭氏陰性菌裂解酶，其存在細胞壁外膜，對于外源添加的裂解酶具有高度抗性，目前研究中多使用透膜劑與裂解酶聯用，研究發現存在少部分裂解酶具有獨立裂解陰性菌的能力，這被推測與裂解酶自身的帶電荷性質有關。大多數噬菌體裂解酶具有雙結構域的特點，即N端的催化結構域與C端的結合結構域，結合結構域負責與宿主細菌細胞壁上的特異性位點相結合，催化結構域則能夠特異性的切斷肽聚糖上的化學鍵，從而達到裂解細菌的效果。此外，還有部分具有其它結構特點的裂解酶，比如部分革蘭氏陰性菌裂解酶的催化域處于C端，結合域位于N端；一些裂解酶還具有多個結合結構域或不同催化結構域串聯的結構。

隨著測序技術、大規模病毒宏基因組學和培養技術的發展，數據庫中完整的噬菌體基因組序列越來越多，截至2019年9月，其基因組量超過8000，繼續研究新噬菌體基因組有利于我們進一步理解噬菌體基因組的多樣性及噬菌體與細菌之間的相互作用機制。噬菌體中還有許多功能蛋白需要挖掘，可以通過ORF預測、功能預測、毒力因子或耐藥因子預測，為噬菌體后續在食品、醫學及農業等領域的安全應用提供科學依據，此外，可以在其功能基因組學分析的基礎上對噬菌體蛋白的開發、噬菌體的進化及裂解機制等進行研究。然而，目前通過軟件對裂解酶功能進行預測仍有較高的不準確性，如對于預測具有裂解功能的裂解酶，經實驗驗證具有裂解活菌能力的僅占5％左右。

噬菌體裂解酶因其高效的殺菌性、種屬特異性和安全性，使其在醫療、農業、食品安全等領域具有廣闊的應用前景，目前，革蘭氏陽性菌裂解酶已被應用于食品安全領域，成功消除食源性病原菌。然而對于革蘭氏陰性菌裂解酶，由于其外膜的制約，導致其相關的應用實例較少。裂解酶通過自內裂解革蘭氏陰性菌形成的菌蛻細胞，可用于菌蛻疫苗或活性物質遞送載體的研究，然而并非所有裂解酶都具有良好的自內裂解效果，因此部分裂解酶不具備制作革蘭氏陰性菌菌蛻細胞的能力。

菌蛻是來自革蘭氏陰性細菌的細胞外膜，其不含所有的細胞質成分，但具有完整的細胞形態，包括所有的細胞表面結構。因此菌蛻可用作疫苗、藥物或活性物質的遞送載體等。與傳統的疫苗相比，菌蛻作為疫苗具有靶向性、固有佐劑特性和裂解過程不產生變性從而保留所有抗原決定簇等優勢。目前，菌蛻細胞已經在大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯氏菌等多種菌株中構建成功。

發明內容

一種源于沙門氏菌噬菌體基因編碼的蛋白在作為裂解酶中的應用，所述的蛋白序列為SEQ ID NO.2所示，編碼其核苷酸序列為SEQ ID NO.1所示。

為了達到上述目的，本發明采取以下技術措施：

一種源于沙門氏菌噬菌體基因編碼的蛋白在作為裂解酶中的應用，所述的蛋白序列為SEQ ID NO.2所示，所述的應用包括利用該蛋白直接制備成裂解酶，該裂解酶可直接通過添加誘導劑裂解細胞，無需添加任何其他材料，可用于蛋白表達中的細胞破碎；本發明的應用還包括利用上述編碼該蛋白的基因制備成菌蛻(致病性大腸桿菌及沙門氏菌)，制備的菌蛻細胞用作疫苗制備的抗原物質，還可作為藥物、異源抗原、核酸等的遞送載體，其由于缺乏內含物而更加安全。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：