[发明专利]一种粪肠球菌噬菌体裂解酶及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种粪肠球菌噬菌体裂解酶及其编码基因与应用。

背景技术

粪肠球菌又叫粪链球菌，为革兰氏阳性菌。根据兰氏（Lancefield）血清学分类，可将链球菌分成许多个群，而粪肠球菌属于其中的D群。D群链球菌又分为肠球菌和非肠球菌，其中肠球菌包括粪肠球菌（S.faecalis）、屎肠球菌（S.faecium）和坚忍肠球菌（S.durans）。近年来，通过DNA-DNA杂交分析发现肠球菌与链球菌属间的同源性较低，故将肠球菌分出，另立为肠球菌属。与人类感染疾病有关的肠球菌为粪肠球菌（E.faecalis）和屎肠球菌（E.faecium），其中粪肠球菌占90-95%。粪肠球菌形态呈圆形或椭圆形，可顺链的方向延长，直径为0.5-1.0um，大多数呈双或呈短链状排列，一般不运动。在营养丰富的培养基上，其菌落大而光滑，直径1-2mm。其营养要求低，在普通营养琼脂培养基上也可生长。粪肠球菌对环境有极强的抵抗能力，能在10℃或45℃的PH值为9.6或NaCl浓度达6.5%的肉汤培养基中生长，可在65℃环境下存活30min。

粪肠球菌是人或动物肠道、口腔和生殖道的正常菌群，正常情况下，共生的粪肠球菌对宿主没有致病性。当其异位寄生时可引起败血症、尿路感染、化脓性腹部感染和心内膜炎等疾病，尤其在获得了毒力因子或较高水平的抗生素抗性之后，可导致严重的细菌感染性疾病，是仅次于葡萄球菌的院内感染革兰氏阳性球菌。

20世纪70年代，肠球菌主要表现为氨基糖苷类抗生素耐药，随着抗生素的不断更新换代，首例耐万古霉素肠球菌（VRE）在1986年被发现，90年代以来，抗菌药物应用的普遍化、头孢菌素类和氟喹诺酮类药物的过度使用以及介入性治疗等因素，导致耐药肠球菌所致感染病例不断增加。近年来，伴随着院内感染率的上升，粪肠球菌的耐药范围愈加扩大。万古霉素曾被认为是对付耐药菌的最后一道防线，但随着耐万古霉素粪肠球菌的频繁出现及该种抗性在菌株间的迅速传播，对人类的健康已经造成严重威胁，也向临床治疗耐药粪肠球菌提出了极大的挑战。

随着抗生素的滥用现象日益严重，细菌的耐药性问题日益加剧，新抗生素的研发速度远远赶不上耐药菌的产生速度，寻找新的抗菌制剂刻不容缓。而噬菌体及其裂解酶因其高效的杀菌能力及高度的宿主专一性而成为新一代抗菌制剂的候选之一，对于噬菌体及其裂解酶的研究在近些年被许多研究者提上日程。

噬菌体是一类以微生物（包括细菌、真菌、放线菌或螺旋体等）为宿主的病毒，没有细胞结构，仅由衣壳蛋白和其内部的遗传物质组成，必须依赖宿主进行复制和增殖。噬菌体是细菌的天然杀手，广泛存在于自然界中，是自然界中数量最大的生物类群，有人估计自然界中存在10³⁰-10³²株、上亿种不同型别的噬菌体。

相对于传统的抗生素治疗细菌感染，噬菌体治疗具有其独特的优势：能自我扩增，消灭病原菌之后自我死亡；特异性强，只针对特定的病原菌，对人体、动植物和环境没有任何毒副作用等。

除了活噬菌体制剂，来源于噬菌体的裂解酶也是防治细菌性疾病的另一种手段。噬菌体裂解酶在噬菌体裂解细菌的过程中水解细菌细胞壁肽聚糖，从而破坏细胞壁释放子代噬菌体，作为潜在的新型杀菌剂，它具有抗生素所无法比拟的优势。噬菌体裂解酶的杀菌机制与抗生素完全不同，细菌的细胞壁肽聚糖结构在细菌的进化过程中十分保守，因此裂解酶导致细菌耐药性的可能性远小于抗生素。

发明内容

本发明的目的是提供一种粪肠球菌噬菌体裂解酶及其编码基因与应用。

本发明所提供的粪肠球菌噬菌体裂解酶，名称为Lysin-EF1，来源于粪肠球菌噬菌体（Enterococcus faecalis bacteriophage）IME-EF1，具体可为如下（a）或（b）：

（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

（b）将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有具有裂解粪肠球菌功能的由序列1衍生的蛋白质。

上述（b）中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述（b）中的蛋白质的编码基因可通过将序列表中序列2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变。

其中，序列表中序列1由237个氨基酸残基组成。

编码所述Lysin-EF1蛋白的核酸分子也属于本发明的保护范围。