[发明专利]一种植物乳杆菌代谢FOS的局部调控蛋白及其调控方法

说明书

本发明提供了一种植物乳杆菌代谢FOS的局部调控蛋白SacR1及其调控方法。所述的蛋白质，其特征在于，其氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:1所示；或为由氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:1所示的蛋白质与蛋白纯化标签组成的融合蛋白。本发明提供的对代谢FOS起局部调控作用的转录调控蛋白SacR1为一种GalR‑LacI家族的调控蛋白，这是首次发现该类蛋白参与植物乳杆菌代谢FOS的调控。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种对植物乳杆菌代谢FOS起局部调控作用的转录蛋白SacR1(局部调控蛋白)。

背景技术

低聚果糖(Fructooligosaccharides，FOS)作为一种常用的益生元，不能被消化道的胃酸和酶消化，能被肠道中的双歧杆菌、乳杆菌等选择性利用，改善肠道内微生物的种群比例。此外，FOS经代谢后产生的短链脂肪酸，对于维持肠道的正常生理功能有重要作用。近年来，随着各种高通量测序技术的应用特别是系统生物学技术的完善，转录组学技术和表达谱芯片技术分别用来解析乳酸菌糖代谢过程中的变化。研究者发现乳酸菌利用FOS的基因都是位于一个基因簇内，主要由编码转运蛋白、水解酶系及相应调控蛋白的基因组成。

研究表明，乳酸菌的糖代谢过程受到宿主代谢调控的控制，某些糖代谢相关的基因簇在特定糖存在条件下是共转录的，但是葡萄糖会抑制它们的转录和表达。这些现象表明，在上述过程中乳酸菌的代谢调控发挥着重要作用。当外界环境有所变化时，细菌能感受到环境变化并将信号实时传导至胞内，通过转录调控系统来调节相关基因的转录表达，进而引发细胞代谢活动。转录因子、靶基因及启动子区内的结合位点等调控元件构成了转录调控系统，转录因子通过与结合位点的特异性结合来激活或抑制下游靶基因的转录表达。近年来，科学家们对乳酸菌糖代谢过程中的转录调控机制做了大量的研究工作，认为乳酸菌的糖代谢过程常常会受到全局调控和局部调控的双重效应。全局调控[28]通常由一种易被宿主所利用的糖(如葡萄糖)所诱导的代谢控制蛋白A(Catabolite control protein A，CcpA)与代谢反应元件(Catabolite response element，cre)的结合来完成，CcpA与位于启动子区域或其下游的cre位点相结合而阻止该结构基因的转录。局部调控是局部转录因子(也成阻遏蛋白)在无诱导物存在时，与相应的结合位点结合使得结构基因不能正常转录；诱导物存在时，转录因子与之结合，转录因子从结合位点上脱离，RNA结合酶启动结构基因的正常转录。

鉴于许多肠道微生物均具有利用FOS的能力，在选择性增殖特定菌株时，除了选择不同聚合度和连接方式的FOS外，另一点很重要的是探索乳酸菌利用FOS的转录调控机制，从而深入了解其在不同环境中对生长要素的选择并合理利用。为了探索不同乳酸菌代谢FOS的途径，在前期研究中以植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)为研究对象，利用转录组学技术和基因敲除手段研究了植物乳杆菌利用FOS的代谢通路。研究发现一个大小为7.5kb(sacPTS1基因簇)的基因簇参与到植物乳杆菌对FOS的代谢过程。FOS是通过SacPTS1的PTS系统转运进胞内后，被胞内的果糖苷酶(SacA)水解成单糖。在这个基因簇中发现一个基因sacR1编码GalR-LacI家族类型的转录因子，但是sacR1在植物乳杆菌代谢FOS过程中发挥的作用及其调控机制仍不清楚。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对乳酸菌代谢FOS起局部调控作用的转录调控蛋白(即SacR1)及其大肠杆菌表达载体(pTolo-EX5-SacR1)，同时提供该载体的构建方法。

本发明提供的技术方案之一是：

一种分离的核酸，其特征在于，其编码氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的蛋白质。

其中所述核酸的制备方法为本领域常规的制备方法，所述制备方法较佳地包括：