[发明专利]一种来源于生菜的叶绿体转运肽Lsa3084及其应用

说明书

本发明公开了一种来源于生菜的叶绿体转运肽Lsa3084及其应用。本发明提供的叶绿体转运肽Lsa3084为a1）或a2）所示的蛋白质：a1）氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；a2）在序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。通过实验证明：本发明的叶绿体转运肽Lsa3084可引导目的蛋白至叶绿体，为叶绿体遗传转化提供了一种新的思路。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种来源于生菜的叶绿体转运肽Lsa3084及其应用。

背景技术

原始蓝藻和变形菌与真核生物的内共生产生了植物细胞中的质体和线粒体。质体是一类细胞器的统称，广泛存在于植物细胞中，根据所含有的色素不同可以分为黄色、红色和橙色的有色体，无色的白色体，绿色的叶绿体以及黄花幼苗中的黄化质体等。 在植物幼年的细胞中，尚未分化成熟的质体称为前质体，随着细胞的长大，前质体逐渐分化为成熟的质体。为了适应不同的化境，质体分别在不同的细胞中完成不同的功能。

质体中最引人关注的是叶绿体。叶绿体首先由Ris和Plau在衣藻中发现，是植物细胞和真核藻类中进行光合作用的细胞器。除了在光合作用和CO₂固定中发挥重要作用外，叶绿体还参与叶绿素、类胡萝卜素、脂肪酸、一些氨基酸、淀粉和蛋白质的合成。叶绿体是结构复杂的细胞器，由内外两层膜包围。叶绿体还显示出第三个内部膜，称为类囊体膜。膜系统产生三个隔间：膜间空间、基质和类囊体腔。转录和翻译过程和代谢反应，如卡尔文循环，发生在基质中。光合作用发生在类囊体腔内，伴随着NADPH、ATP和氧气的产生。

叶绿体基因组只编码大约100个蛋白质，大量在叶绿体中起作用的蛋白质在细胞质中合成，蛋白必须在翻译过程中或翻译后从细胞质导入，进入叶绿体中加工成成熟的蛋白质进而发挥作用。

转运肽（transit peptide），是一种12~60个氨基酸残基的前导序列，它引导在细胞溶质中合成的蛋白质输入线粒体和叶绿体。以叶绿体表达为目标的前体蛋白质包含被称作叶绿体转运肽（Chloroplast transit peptides，CTPs）的N-末端延伸。这些靶向肽有助于将蛋白质前体引导到叶绿体表面，在那里它们被外膜的TOC进口机制的受体识别，介导前体蛋白穿过叶绿体膜并被运送至叶绿体内的各种亚级结构。叶绿体转运肽对于前体蛋白进入叶绿体中至关重要。

目前，越来越多的证据表明，利用转运肽通过生物工程技术可改善作物的光合作用、抗病性、抗逆性和产量等性状，对解决世界粮食问题具有重要意义。如van den Broeck等人1985年通过将豌豆（Pisum sativum）核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）小亚基连接到NPT-II的N端，成功地将细菌新霉素磷酸化酶II （NPT-II）运输到烟草叶绿体中。利用叶绿体转运肽将外源病虫résistance基因转化到叶绿体中，增强了转基因植物抗病虫能力。Li等将来自水稻的Rubisco CTP与β-glucuronidase（GUS）融合转化为水稻，发现与不含CTP的水稻相比，含有Rubisco CTP的水稻植株GUS蛋白表达量增加了约4.2倍。

然而，转运肽的结构是高度多样化的，缺乏一致的序列基序。因此，这样的多样性如何支持精确的蛋白质输入到叶绿体以及如何确定转运肽的输入特异性仍然是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种转运肽。

本发明提供的转运肽来源于生菜，名称为Lsa3084，所述Lsa3084转运肽为a1）或a2）所示的蛋白质：

a1）氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；

a2）在序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。