[發(fā)明專利]雙叉犀金龜RR-2家族表皮蛋白，編碼核苷酸序列及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110577600.4
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113402596B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 楊青;劉晶;劉田;屈明博;楊君
• 申請（專利權）人: 中國農業(yè)科學院農業(yè)基因組研究所
• 主分類號: C07K14/435
• 分類號: C07K14/435;C12N15/12;C12N15/70;C12N1/21;C12R1/19
• 代理公司: 北京兆君聯(lián)合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 胡敬紅

本發(fā)明提供了一種雙叉犀金龜RR?2家族表皮蛋白，編碼核苷酸序列及其應用，涉及生物工程技術領域。本發(fā)明以昆蟲雙叉犀金龜為研究對象，發(fā)現(xiàn)了一種新的RR?2亞家族蛋白基因，命名為Td14144，并成功獲得該基因的重組蛋白，具有在常溫下發(fā)生液液相分離的特性，能夠結合不同類型的幾丁質，為研究RR?2亞家族表皮蛋白提供了新的基因資源，將有助于闡明昆蟲表皮的結構、生理功能及其在昆蟲發(fā)育過程中所扮演的角色，可以用于開發(fā)具有質量輕、韌性強、抗斷裂性能強、疏水等優(yōu)異性能的仿生材料。

技術領域

本發(fā)明涉及生物工程技術領域，具體涉及一種雙叉犀金龜RR-2家族表皮蛋白，編碼核苷酸序列及其應用。

背景技術

昆蟲作為世界上最古老的生物，其強大的適應性以及特殊的身體構造是其如今擁有龐大數(shù)量的有力保障，表皮結構就是其中保障之一。昆蟲表皮的主要組成成分是幾丁質和表皮蛋白。幾丁質是N-乙酰葡萄糖胺聚合而成，結構明晰。不同類型表皮的幾丁質分子鏈長和乙酰化程度的差異很小，因而表皮蛋白基因種類和數(shù)量的變化是影響表皮結構及其機械性能的重要因素，所以，一直以來表皮蛋白被認為是昆蟲重要的結構蛋白。根據(jù)昆蟲表皮蛋白的序列特征，將其劃分為CPR(有RebersRiddiford保守基序)、CPF(有一段長44個氨基酸的高度保守區(qū)域)、CPFL(CPF like)、Tweedle(含有4個保守的區(qū)域)、CPAPI(有1個ChBD2幾丁質結合域)、CPAP3(有3個ChtBD2幾丁質結合域)，CPG(有許多短的甘氨酸重復序列)、CPLC(一類含有低復雜序列的蛋白)和Apidermin等12個家族。其中，CRR家族可分成3個亞族，即RR-1，主要存在柔軟表皮層，RR-2主要存在堅硬表皮層，RR-3，目前對其研究不多。

目前，對昆蟲表皮蛋白的研究中，以模式昆蟲的研究較為深入，如日本學者從家蠶翅原基化蛹前cDNA庫中隨機選出cDNA進行序列測定，鑒定了10種不同的表皮蛋白基因。韓國全南國立大學YasuyukiArakane課題組以赤擬谷盜為對象，研究鞘翅中高豐度的表皮蛋白功能。Nohr等利用雙向電泳技術，發(fā)現(xiàn)飛蝗內外表皮蛋白組成具有明顯的差異性。Andersen等利用MALDI–MS技術，從沙漠蝗中分析鑒定出8個內表皮蛋白；從飛蝗和蟑螂中鑒定出了多個蛻皮后蛋白(內表皮合成時期)，這些研究為表皮蛋白在昆蟲變態(tài)發(fā)育和表皮形成過程的作用機制研究奠定了基礎。

然而，目前對昆蟲表皮蛋白的研究主要針對內外表皮差異、表皮蛋白的鑒定、分類、提取等方面，對于其生物學功能研究較少。

發(fā)明內容

本發(fā)明第一方面提供了一種雙叉犀金龜(Trypoxylus dichotomu)RR-2家族表皮蛋白，所述表皮蛋白的氨基酸序列包含或由如下序列組成：

a)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或，

b)與SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列具有至少70％序列同一性的功能性同源序列；或

c)在SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列中缺失、添加、替換一個或多個氨基酸且具有相同蛋白活性的氨基酸序列。

雙叉犀金龜?shù)念^角是由其表皮特化而來，它是一種天然的防御攻擊武器，具有顯著的抗斷裂韌性和抗形變剛性。本發(fā)明以雙叉犀金龜為研究對象，從其頭角中發(fā)現(xiàn)了一種新的RR-2亞家族蛋白基因，自定義命名為Td14144，并成功獲得該基因的重組蛋白(即上述的雙叉犀金龜表皮蛋白，本發(fā)明中也命名為Td14144)。Td14144表皮蛋白具有在常溫下發(fā)生液液相分離的特性，且能夠結合不同類型的幾丁質。