[发明专利]一种突变的CPD光修复酶与6-4光修复酶双质粒共表达菌株及其应用

说明书

本发明提供了一种突变的CPD光修复酶与6‑4光修复酶双质粒共表达菌株及其应用，该共表达菌株是将CPD光修复酶的质粒转化到6‑4光修复酶表达菌株中，再将CPD光修复酶的323位点的谷氨酸突变为丙氨酸制得。本发明构建了一种突变的CPD光修复酶与6‑4光修复酶双质粒共表达菌株，该菌株同时具有CPD光修复酶与6‑4光修复酶有效修复紫外辐射造成的DNA损伤的能力，通过对CPD光修复酶定点突变后得到的该菌株明显提高了对紫外线辐射的抵抗能力，对研究UV‑B对生物体的影响以及生物体适应UV‑B增强的生命机制具有重大意义。

技术领域

本发明属于生物学技术领域，具体涉及一种突变的CPD光修复酶与6-4光修复酶双质粒共表达菌株及其应用。

背景技术

臭氧层能吸收99％以上的紫外线，使地球上的人类和其他生物不至于被强烈的太阳紫外线辐射所伤害，故臭氧层也被称之为地球的“保护伞”。然而，这把“保护伞”已遭到严重破坏，而且极端气候也可能导致两极地区臭氧减少更严重。臭氧层破坏的主要效应是到达地表的UV-B增强，而UV-B对动物和植物都会带来不良影响，对微藻等单细胞生物则有致命性的危害。研究发现，平流层的臭氧减少10％，全球白内障的发病率将增加6-8％，恶性皮肤瘤的发病率将增加26％。此外，人类存在于皮肤中的免疫功能也会因紫外线的强烈辐射而受损伤，人体抵抗疾病的能力大大降低。

臭氧层的破坏也将给陆地和海洋生态系统带来厄运，特别是藻类是生物圈中重要的CO₂库，UV-B增强导致浮游植物固定CO₂减少，增强了温室效应。不断增强的UV-B大约抑制了水生态系统浮游植物光合产量的50％；臭氧层每消减16％，则浮游植物会损失5％，相当于每年减产700万吨鱼。

研究UV-B对藻类的影响以及藻类适应UV-B增强的生命机制意义极为重大。目前，人们已对生物体DNA的嘧啶二聚体修复分子机理展开研究。紫外线辐射对生物体DNA的主要损害是在DNA中形成环丁烷嘧啶二聚体(CPDs)和6-4光产物(6-4PPs)。其中CPDs是主要损害方式，占75％，剩余的主要是6-4PPs。如果不修复这两种嘧啶二聚体，就会阻碍DNA的复制和转录。光修复作用是重要的DNA修复方法，其原理是在DNA光修复酶的作用下以光为驱动力来修复紫外线损伤的DNA分子。

DNA光修复酶分为CPD光修复酶和6-4光修复酶两种，这两种酶中每一种酶只能修复一种损伤而不能修复另外一种。随着现代分子生物学技术的发展，现已能通过基因克隆与表达技术获得DNA光修复酶，使得从分子水平上深入研究其结构、功能和分子作用机制成为了可能。

发明内容

本发明的目的是提供了一种突变的CPD光修复酶与6-4光修复酶双质粒共表达菌株及其应用。本发明通过对CPD光修复酶的323位点的谷氨酸进行定点突变，并将突变后的CPD光修复酶及6-4光修复酶双质粒在大肠杆菌中的共表达，本发明构建的菌株提高了对紫外线辐射的抵抗能力。

为解决上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种突变的CPD光修复酶与6-4光修复酶双质粒共表达菌株，所述菌株是将CPD光修复酶的质粒转化到6-4光修复酶表达菌株中，再将CPD光修复酶的323位点的谷氨酸突变为丙氨酸，制得所述双质粒共表达菌株。

进一步的：所述6-4光修复酶表达菌株是大肠杆菌。

进一步的：所述共表达菌株中CPD光修复酶：6-4光修复酶相对表达量为3∶1。

进一步的：它的制备方法包括以下步骤：

(1)利用CPD光修复酶表达引物与6-4光修复酶表达引物扩增两种光修复酶；

(2)将CPD光修复酶和原核表达载体pET-28a及6-4光修复酶和原核表达载体pET-21a用相同的酶进行双酶切，酶切后的目的片段和载体连接，将连接好的重组质粒分别转化大肠杆菌，涂板后培养得到CPD光修复酶表达菌株和6-4光修复酶表达菌株；