[发明专利]一种肽核酸介导的蛋白精准自组装方法

说明书

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种肽核酸介导的蛋白精准自组装方法。通过多肽序列将目标蛋白上标记一段特异的PNA序列，并通过PNA与DNA模板高效、精准的结合，促成了多个目标蛋白的精准组装。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种肽核酸介导的蛋白精准自组装方法。

背景技术

肽核酸(Peptide nucleic acid,PNA)作为组装模板。肽核酸是由Nielsen等人于1991年发明的类似于DNA和RNA的人工合成高分子聚合物(Nielsen,P.E.；Egholm,M.；Berg,R.H.；Buchardt,O.Science 1991,254,1497-1500)。它主要存在以下特点：(1)超强结合力。肽核酸可以跟DNA(或RNA)在Watson-Crick氢键以及Hoogsteen氢键的驱动下形成很好的碱基配对相互作用。此外，由于PNA/DNA之间的碱基错配比DNA/DNA之间的更加不稳定，再加上PNA电中性的特点无法与互补的DNA链之间产生电荷排斥作用，因此PNA与DNA(或RNA)之间的结合能力要强于DNA(或RNA)本身。(2)超强稳定性。由于人工合成的主链骨架结构无法被体内的各种蛋白水解酶以及和酸水解酶所识别，因此无论是PNA本身，还是PNA参与结合的任何双链结构都不会被微生物体内的酶所降解。

目前针对蛋白的自组装主要基于以下平台：(1)骨架蛋白。利用蛋白-蛋白间的相互作用，通过构建融合骨架蛋白的方法，使目标蛋白在骨架蛋白存在的情况下进行组装。但该方法存在相互作用较差、无法较好地控制蛋白间的比例以及骨架蛋白分子量太大等弊端；(2)纳米粒子。利用蛋白-纳米粒子间的相互作用，是目标蛋白在纳米粒子表面进行自组装。但是该方法存在无法精确控制蛋白间的比例、无法控制蛋白组装时的构型、潜在生物毒性等弊端；(3)dsDNA分子。利用蛋白-dsDNA间的相互作用，使目标蛋白在dsDNA上形成自组装。该方法存在选择性低、无法控制组装比例、无法实现精确自组装等弊端。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服蛋白在自组装时无法精确控制、特异性差等问题，限制其在多酶体系、生物传感器、蛋白结构调控等生物领域中的普及使用。为解决上述问题，本发明提供一种肽核酸介导的蛋白精准自组装方法：

(1)制备含活性多肽标签的融合蛋白，

具体为，在蛋白的N端或C端融合了长度为21个天然氨基酸的多肽序列；

(2)制备含靶向PNA序列的非天然多肽探针，

具体为，在N端或C端连有长度为10个碱基PNA序列的非天然多肽(多肽长度为21个氨基酸)；

(3)将步骤(1)中得到的含活性多肽标签的融合蛋白与步骤(2)中得到的含靶向PNA序列的非天然多肽探针进行共价键结合，

这里的共价键结合具体是指的：融合蛋白上的半胱氨酸与多肽探针上的非天然X氨基酸间的共价键结合，常规多肽之间形成共价键时可能是识别某一位点，换言之标记位点是随机的，结合能力不强，而本专利中识别位点仅为融合蛋白上的21个氨基酸中固定的半胱氨酸，具有相当高的反应识别特异性；

(4)将步骤(3)共价键结合的产物在ssDNA序列上进行可控自组装，

ssDNA序列是指包含一段连接臂的长度为26个碱基的单链DNA序列，其作为结合模板。

本发明提供的蛋白精准自组装的方式合成简单，组装精准，特异性高，生物兼容性好。通过多肽序列将目标蛋白上标记一段特异的PNA序列，并通过PNA与DNA模板高效、精准的结合，促成了多个目标蛋白的精准组装，从而为多酶体系、生物传感器等生物技术领域提供了普适的组装平台。

附图说明

图1是含有PNA序列的非天然多肽(PNA-P1)的HPLC表征图。