[发明专利]一种适用于低钙离子浓度的纤维小体对接蛋白组合突变体36864及应用

说明书

一种适用于低钙离子浓度的纤维小体对接蛋白组合突变体36864为一种纤维小体对接蛋白DocA，核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，进行定点突变，获得适用于低钙离子浓度的对接蛋白组合突变体36864，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；所述对接蛋白突变体适用于低钙离子浓度为10^‑7M‑10^‑4M的条件与黏连蛋白相互作用；进一步的适用于低钙离子浓度为10^‑7M‑10^‑6M的条件与黏连蛋白相互作用；适用于细胞内环境中与黏连蛋白相互作用；解决了现有纤维小体元件在低钙离子浓度下无法自组装的问题。

技术领域

本发明属于基因工程和酶工程领域，具体涉及一种适用于低钙离子浓度的纤维小体对接蛋白组合突变体36864及应用。

背景技术

纤维小体是一种可以组织、协调多种酶组分协同高效催化降解木质纤维素的天然胞外多酶自组装体系，纤维小体不仅是一种由脚架蛋白与纤维素酶、半纤维素酶等酶类通过组装模块——粘连蛋白和对接蛋白之间的相互作用形成的超分子胞外蛋白质复合体，更是一种许多非催化和催化亚基组成的结构复杂的纳米机器，它的存在可以极大的提高纤维素的降解效率，有研究表明纤维小体水解纤维素的效率是游离酶的6倍，且既可以附着在细菌细胞表面，又可以作为无细胞的纤维小体单独释放出来。纤维小体主要由两部分组成：含有酶或其他辅助蛋白的对接蛋白(dockerin，Doc)和含有结构蛋白的粘连蛋白(cohesin，Coh)。

现有技术研究发现纤维小体元件Doc中存在一段富含亲水性氨基酸的序列D¹ D/N³D/N ⁵ D/N⁹ D¹²，并且通过突变其中的S688–T689和S720–T721之间的序列可以改变来自于不同产生物种的Doc和Coh相互之间的亲和能力，参见文献[Page`s.PROTEINS:Structure,Function, and Genetics,1997,29:517–527；Mechaly.PROTEINS:Structure,Function,and Genetics,2000, 39:170–177]；现有技术中Coh与Doc之间的结合需要大量的钙离子(浓度为0.5mM～2mM)，参见文献[Bule,Journal of Biological Chemistry,2018,293(11)；Xu,Biotechnol Biofuels,2013, 6(1):126]；甚至更高的钙离子浓度(2mM～10mM)，参见文献[Mechaly.PROTEINS:Structure, Function,and Genetics,2000,39:170–177]。

由于代谢的需求，静息状态下微生物细胞内的钙离子浓度一般仅为10^-7M～10^-6M，远低于胞外的浓度(1mM)，参见文献[张倩,中国热带医学,2014,14(11):1309-1313]，因此纤维小体在现有技术下只能在高钙离子浓度下(≥1mM)发挥作用，现有技术无法提供能够在10^-7M ～10^-6M条件下能够有效组装的纤维小体元件，也无法提供在宽范围钙离子环境(钙离子浓度 10^-7M～2mM)中都能发挥作用的纤维小体元件，更无法提供能够在生物细胞内(钙离子浓度≤10^-6M)组装的纤维小体元件。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于低钙离子浓度的纤维小体对接蛋白组合突变体36864及应用。

本发明提供一种适用于低钙离子浓度的纤维小体对接蛋白突变体及应用，解决了现有纤维小体元件在低钙离子浓度下(如细胞内)无法自组装的问题，提供了一种在宽范围钙离子环境(钙离子浓度10^-7M～2×10^-3M)发挥作用的纤维小体对接蛋白突变体。

本发明涉及的技术方案