[发明专利]一种蓝光介导调节质粒及其构建方法和应用

说明书

本发明公开了一种可被蓝光蛋白SV40‑VP‑EL识别并结合的蓝光调节启动子PC120，属于微生物技术领域。本发明还公开了一种包含该蓝光调节启动子PC120的蓝光介导调节质粒，该质粒中还包括转录翻译蓝光蛋白的融合基因PGAP‑SV40‑VP‑EL。本发明进一步公开所述质粒的制备方法以及所述质粒和/或构建方法在毕赤酵母调节中的应用。本发明的蓝光介导调节质粒为毕赤酵母的诱导表达提供了一种无创性、调节可逆性以及高时空分辨率的蓝光调节方式，有利于拓宽毕赤酵母在生产生活中的调节方法。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种蓝光介导调节质粒及其构建方法和应用。

背景技术

基因表达过程的传统调节方法多为外源性的化学诱导剂结合可溶性转录因子来实现对基因表达的人工控制，该方式是上个世纪推动生物技术、合成生物学及医学研究快速发展的主要动力之一。虽然这些传统调控方式可以初步实现基因表达的时间和表达量控制，但是其有限的可逆性及其以诱导剂为基础的运输调节机制使得其存在着种种局限性和缺陷，例如：其潜在的脱靶效应、转运过程延迟及毒性。在理想情况下，能够快速、精确地随意“开启”或“关闭”的生物调控元件，将有效提高分析和调控复杂生物基因网络的能力，光调节方式的时间调节精度可达到毫秒的范围。

来源于山葡萄红杆菌(Erythrobacter litoralis)的EL222光敏蛋白可有效实现光调控操作，EL222由222个氨基酸组成，N端为光氧化调控域(Light-Oxygen-Voltage，LOV)，C端为螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix，HTH)DNA结合域，LOV的C末端是连接LOV和HTH的Jα螺旋。LOV的核心是Per-Arnt-SIM(PAS)结构域，可以与黄素单核苷酸(FMN)结合。属于光诱导同源二聚化的系统。在蓝光照射下，FMN和LOV的结合导致Jα螺旋从PAS摇摆，从而释放HTH，使EL222二聚并与DNA结合。在黑暗中，N端LOV结构域抑制DNA结合的C端HTH结构域时，EL222自发地逆转，从而迅速使EL222失活。目前，EL222蛋白已初步在大肠杆菌及酿酒酵母中得到验证，但尚未在毕赤酵母中报道其适用性。

毕赤酵母作为真核生物，具有真核表达系统的许多优点，如蛋白质加工、折叠、翻译后修饰等，而且更容易操作。与哺乳动物细胞培养和杆状病毒等真核表达系统相比，毕赤酵母表达系统具有更快捷、更简单、更廉价、表达水平更高等优点。毕赤酵母作为一种酵母，具有与酿酒酵母相似的分子和遗传操作优势，其外源蛋白表达量是酿酒酵母的十倍甚至上百倍。上述诸多优势使得毕赤酵母成为真核蛋白表达系统的首选。然而毕赤酵母的诱导调节方式仍处于外源性化学诱导剂的阶段，其最常使用的诱导剂甲醇毒性强且易燃，不利于毕赤酵母在食品、医药、农产品加工等领域的应用。因此，开发一种新型的毕赤酵母的光调节方式，可有效解决传统化学诱导剂的毒性、不稳定性及转运延迟性等缺陷，拓展毕赤酵母表达调控的方式方法，成为本领域迫切需要解决的一个技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种蓝光调节启动子PC120，可以快速、精准的实现对目的基因的蓝光诱导表达。

本发明的目的还在于提供一种蓝光介导调节质粒及其构建方法和应用，可用于毕赤酵母蓝光诱导表达，该调节方式无毒无害、响应快速、操作简便、可逆性好、时空分辨率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种蓝光调节启动子PC120，所述启动子的核酸序列如SEQ ID NO.1所示。

优选的，所述启动子可被蓝光蛋白SV40-VP-EL识别并结合。

优选的，所述蓝光蛋白SV40-VP-EL的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

优选的，所述蓝光蛋白SV40-VP-EL的核酸序列如SEQ ID NO.3所示。