[发明专利]适于家蚕丝腺表达的改造人乳铁蛋白基因及其表达系统和应用

说明书

本发明涉及一种适于家蚕丝腺表达的改造人乳铁蛋白基因及其表达系统和应用，改造人乳铁蛋白基因如SEQ ID NO.1所示，其编码的氨基酸如SEQ ID NO.2所示，将改造人乳铁蛋白基因与分泌型丝胶1基因启动子和分泌型丝胶1基因终止子构成表达框，并用增强子hr3增强表达，同时连入piggyBac转座臂和荧光筛选标记基因构建表达系统，该表达系统能够在家蚕丝腺中高效表达重组人乳铁蛋白，并且具有生物活性，能够用于大规模生产重组人乳铁蛋白，具有良好的市场前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及适于家蚕丝腺表达的改造人乳铁蛋白基因，还涉及表达人乳铁蛋白基因的表达系统和应用。

背景技术

进入21世纪以来，随着人类对医用、药用、食用、美容、保健等各种用途的功能性蛋白需求量的日益增大，依靠提取、生产天然来源的蛋白质已无法满足快速增长的市场需求。建立和完善各种高效的原核和真核表达系统，利用大肠杆菌、酵母、昆虫细胞、哺乳动物细胞、昆虫以及哺乳动物等作为宿主生物反应器，是实现低成本、规模化生产具有生物学活性的重组外源蛋白的有效和可持续方法，并成为当今世界研究的热点。利用中国仓鼠卵巢细胞作为生物反应器生产外源蛋白是目前最为标准的表达模式，但其运营成本和对环境的要求极为苛刻，严重限制了其大规模推广应用。为了建立低成本、规模化、安全可持续的高效生产外源蛋白的生物工厂，自2000年以来，科研人员开始尝试利用转基因生物，如哺乳动物、鸟类、昆虫以及植物的器官作为生物反应器来生产重组外源蛋白。

家蚕以泌丝著称，是最早被人类所完全驯化利用的经济动物（昆虫）之一。家蚕的丝腺是合成、分泌蚕丝蛋白的器官，是整个蚕丝业的生物学基础。经过数千年的人工驯化，家蚕的丝腺具备了超强的蛋白质合成与分泌能力，一头体重5g左右家蚕能合成分泌约0.5g蚕丝蛋白，为目前已知昆虫之最。蚕丝蛋白主要由丝素蛋白（fibroin）和包裹在其外层的丝胶蛋白（sericin）构成：丝素蛋白是蚕丝的主体，约占75%，由蚕的后部丝腺合成，包括fib-H链、fib-L链和P25三种主要组分，均不溶于水；其余为丝胶蛋白，约占25%，由蚕的中部丝腺合成，包括丝胶1(Sericin1）、丝胶2(Sericin2）和丝胶3(Sericin3）三种主要组分，其中又以丝胶1蛋白含量最高，均可溶于水。随着现代分子生物学和转基因技术的发展，家蚕绢丝腺的高效合成与分泌丝蛋白这一特征，以及所具备的糖基化、甲基化等对外源蛋白保持活性极其重要的蛋白质翻译后修饰加工能力，饲养成本低，可工厂化生产，对人畜安全等特点，使其成为理想的生物反应器模型，备受各国研究人员关注并竞相开发利用。