[发明专利]五种粘红酵母去乙酰化蛋白酶同源基因及其产物的应用

说明书

本发明公开了五种延长细胞寿命的粘红酵母sir2同源基因及其产物的应用，属于生物技术领域。本发明将具有延长细胞寿命的五种粘红酵母sir2同源基因hst3，hst4，sirtuin1，sirtuin 2，sirtuin 4基因在粘红酵母中敲除以观察其作用。实验结果表明敲除这五种基因可以缩短酵母细胞的的寿命，减少菌体脂肪积累，影响ATP的产生，降低TCA循环中关键酶活性，其产物具有延长酵母细胞的的寿命，提高ATP的产生，增加TCA循环中关键酶活性的功能，为治疗细胞衰老提供了新思路。

技术领域

本发明属基因工程领域。更具体地说，本发明涉及hst3，hst4，sirtuin1，sirtuin 2，sirtuin 4五种粘红酵母sir2同源基因及其表达产物的应用，其具有具有延长酵母细胞的的寿命，提高ATP的产生，增加TCA循环中关键酶活性的功能。

背景技术

低等真核生物Sirtuin基因与寿命有关的证据为哺乳动物Sirtuins基因影响哺乳动物寿命提供依据。多种实验已经证明SIRT1可以用来抗衰老。最近研究显示脑特异性SIRT1过表达能够延长老鼠的寿命和延缓衰老。缺失SIRT1的近交小鼠胚胎发育和产后生活受损严重。最近的一项研究证实，缺失SIRT1的远交小鼠并不能通过能量限制延长寿命。这表明内源性SIRT1是CR触发的寿命效应所必须的。SIRT2对寿命的影响尚未明确，但SIRT2可能可以预防某些与衰老相关的疾病。SIRT3是Sirtuin家族中第一个发现与哺乳动物衰老有联系的蛋白，一系列的研究报道了SIRT3作为线粒体重要的去乙酰化酶在维持线粒体功能中发挥重要作用。SIRT通过对对听力损伤的保护达到在CR下的抗衰老。此外，SIRT3能够调节ROS水平。迄今为止，还没有研究指出SIRT4或SIRT5基因与抗衰老之间的联系，但SIRT4和SIRT5调节线粒体代谢的潜在作用，不难联想到这些Sirtuins在衰老相关疾病中的潜在影响。

一组4698个可行的单基因缺失菌株进行了酵母RLS的系统分析，并鉴定了238个的单基因缺失延长寿命，提示单基因也能影响寿命。值得注意的是，敲除酿酒酵母的去乙酰化酶基因，包括SIR2, 3, 4，HDA1,2,3，HOS1,2,3,4，HST1,2,3,4，RPd3, SAP1,30,155, 185,190，4，并不能延长寿命，说明这些基因是维持细胞活性所必需的，可能与细胞抗衰老有关。粘红酵母是已知的脂质生产者，细胞的形态变化伴随着增殖和分化，生长良好时形成大量的脂滴，细胞衰老时产油量减少，而且比酵母细胞生长期更容易被观察到，是一个很好的研究模型。经NCBI上检索发现，粘红酵母含有五个Sir2同源基因：hst3, hst4, sirtuin1, sirtuin2, sirtuin4。酵母Sir2家族与人的Sirtuins高度同源。

相较之前的技术Sir2同源基因对粘红酵母的影响还不清楚，因此本发明通过基因敲除方法探讨粘红酵母同源基因hst3, hst4, sirtuin1, sirtuin2, sirtuin4 的作用，并且由实验结果得出了这五种基因具有缩短酵母细胞的的寿命，减少菌体脂肪积累，影响ATP的产生，降低TCA循环中关键酶活性，其产物具有延长酵母细胞的的寿命，提高ATP的产生，增加TCA循环中关键酶活性的功能。

发明内容

本发明的目的是探究hst3，hst4，sirtuin1，sirtuin 2，sirtuin 4这五种粘红酵母sir2同源基因的作用以及其表达产物的应用。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：