[发明专利]一种耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19及其编码基因和应用

说明书

技术领域：

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种克隆自深海细菌枯草芽孢杆菌(Bacillus sp.SCSIO 15121)的耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19及其编码基因和应用。

背景技术：

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD，EC 1.15.1.1)主要生理作用是清除体内氧自由基，氧自由基在生物体内的过度积累会导致衰老、细胞凋亡等过程，因而，SOD酶被广泛应用在生物医药、化妆品、食品和农业等领域。例如，研究表明服用SOD药物能够预防和治疗癌症，SOD药物对于食道癌、直肠癌和乳腺癌等均有较好疗效，因此，SOD在生物医疗领域有着巨大的应用价值。

再如，在化妆品中添加SOD的主要作用是利用SOD来清除自由基，人们在长期的强光、缺氧等环境下能产生对皮肤造成损害的活性氧。活性氧不能及时清除会导致衰老，衰老过程和SOD表达量的减少密切相关。另外，皮肤中的SOD表达量也会随着年龄的增长而减少，SOD可以通过皮肤吸收并解决诸多皮肤问题，因此SOD深受女性的喜爱。

另外，SOD在食品中也有较大的应用价值，一些SOD通过口服也是有效的，因此通过食物补充SOD也是可行的。SOD酸奶、SOD啤酒、水果和大米等食品不断被开发。

随着SOD应用范围的扩大，SOD的需求越来越大。开发高品质的SOD酶，尤其是热温度的SOD，就显得十分迫切。比如食品加工过程大多涉及到加热提取，灭菌等过程，常温SOD酶很难满足应用。现阶段SOD的来源主要有：第一，从动物或其组织中直接提取；第二，从微生物或其它生物中提取；第三，利用生物工程的方法发酵获得。第一种方法获得的SOD存在艾滋病等血液病毒交叉感染的潜在危险，第二种方法受原材料制约，只有第三种方法技术简单、效率高、成本低，符合工业生产的需要。

超氧化物歧化酶是一类金属酶，需要结合金属离子才能催化清除氧自由基的过程，根据金属离子辅基的不同，可以将SOD分为三大类：Cu/Zn SOD，Fe或Mn-SOD以及Ni-SOD。SOD酶稳定性和酶活较高的多集中在SODA家族的Fe和Mn-SOD。

发明内容：

本发明的第一个目的是提供一种耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19及其编码基因。

本发明的耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。

本发明的编码耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19的基因，其特征在于，编码氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19。

所述的编码耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19的基因，优选，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

本发明的第二个目的是提供核苷酸序列如SEQ ID No.1所示的基因在编码耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19中的应用。

本发明的第二个目的是提供一种表达载体，其特征在于，含有上述编码耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19的基因。

本发明的第三个目的是提供一种含有上述表达载体的微生物。

本发明的第四个目的是提供耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19的诱导表达方法，其特征在于，包括以下步骤：

将转有编码耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19基因的微生物在培养基中培养至OD600为0.5-0.6，加IPTG至浓度为0.2mM，再加MnCl₂至浓度为0.1mM，18℃培养16个小时，即可高效诱导表达耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19。

本发明的第五个目的是提供耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶SOD19在制备生物医药、化妆品和食品中的应用。

本发明的耐高温耐有机溶剂的超氧化物歧化酶基因sod19来自深海样品中筛选得到的一株枯草芽孢杆菌(Bacillus sp.SCSIO15121)。本发明对枯草芽孢杆菌(Bacillus sp.SCSIO15121)进行基因组测序和生物信息学分析，确定了超氧化物歧化酶基因sod19边界，并设计引物，在引物5’端加上保护碱基和酶切位点，其中上游引物加入EcoRI位点，下游加入XhoI酶切位点。提取纯化提取枯草芽孢杆菌(Bacillus sp.SCSIO15121)的总DNA，使用高保真的DNA聚合酶pfu进行PCR扩增，获得超氧化物歧化酶基因sod19，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，从起始密码子到终止密码子全长为609p，编码202个氨基酸。