[发明专利]耐高温三磷酸鸟苷环式水解酶基因序列及编码的多肽和制备方法

说明书

                       技术领域

本发明涉及突变或遗传工程，尤其涉及一种耐高温三磷酸鸟苷环式水解酶基因序列及编码的多肽和制备方法。

                       背景技术

GTP(三磷酸鸟苷)环式水解酶(GTP-CH-I；E.C.3.5.4.16)，催化GTP转化成为二氢新蝶呤三磷酸盐，是四氢生物蝶呤生物合成反映过程中的一个限速酶，它的活性对于由四氢生物蝶呤抑制的反馈蛋白具有敏感性。在哺乳动物体内，二氢新蝶呤三磷酸盐可以在6-丙酮四氢叶酸合成物以及墨蝶呤还原酶的一系列作用下，被转化成为四氢生物蝶呤。

四氢生物蝶呤作为一种重要的协同因子，作用于氮氧化合成，丙三醇乙醚单氧酶，以及蝶呤需求性单氧酶。四氢生物蝶呤是酪氨酸羟化酶的协同因子，多巴胺生物合成的限速酶。在植物以及一种微生物中，这个蛋白酶产物作为第一媒介应用于四氢叶酸的生物合成。四氢生物蝶呤的实用性显示出对这些蛋白酶活性的限制，以及因此而影响集中关键信号分子产生的速度(例如，氮氧化合物，去甲肾上腺素，肾上腺素，以及包含于血液中的复合胺)。

四氢生物蝶呤在哺乳动物细胞中的水平主要决定于三磷酸鸟苷环式水解酶的活性。三磷酸鸟苷环式水解酶基因的突变与几种疾病相关，包括多巴性肌张力阻碍以及非典型性苯丙酮尿酸症。显性遗传的遗传性肌张力障碍，也称作多巴反应性肌张力障碍，是由三磷酸鸟苷环式水解酶基因突变，蛋白酶激活局部性疾病，以及低于正常20％的条纹型多巴胺水平引起的。哺乳动物体内的三磷酸鸟苷环式水解酶可以被四氢生物蝶呤所抑制，而且通过结合三磷酸鸟苷环式水解酶的反馈调节蛋白的联合体，能够被苯基丙氨酸激活。四氢生物蝶呤的抑制作用可以被三磷酸鸟苷环式水解酶反馈调节蛋白GFRP所调节，而且丙氨酸特异的四氢生物蝶呤依赖性抑制。

E.coli三磷酸鸟苷环式水解酶I的结构，老鼠肝脏6-丙酮四氢生物蝶呤合成酶，以及老鼠墨嘌呤还原酶已经被x-射线所鉴定；三磷酸鸟苷环式水解酶是一个环形的，D5-对称性的十个类似物(homodecamer)。这十个等同的激活位点被定位在周边，而且每个催化位点被定位在三个相邻亚基的接触面上。

虽然三磷酸鸟苷环式水解酶的反应机制在生物化学以及晶体学研究中已经被提出，但是这个复杂反应序列的细节仍然不得而知。在这个蛋白酶的活性位点处发现的一个重要的锌离子，使我们清楚的鉴别这个反应成为可能。

腾冲嗜热厌氧菌(Thermoanaerobacter tangcongensis)，是生活在我国云南省腾冲县的热泉中的一种微生物，是一种嗜热的真细菌(eubacteria)，最适生长温度为75摄氏度，厌氧生长，革兰氏染色反应呈阳性。它由中国科学院微生物所首先发现并进行了分类学上的分析。菌种保存在中国微生物保存中心MB4^T(Chinese collection of microorganisms AS 1.2430^T＝JCM 11007^T)。该嗜热厌氧菌是我国特有的一个物种，其体内所具有的耐高温三磷酸鸟苷环式水解酶也具有自己特有的结构。

                          发明内容

本发明的目的之一是提供一种分离的，编码具有耐高温三磷酸鸟苷环式水解酶活性的多肽的核苷酸序列。

本发明的目的之二是提供一种分离的具有耐高温三磷酸鸟苷环式水解酶活性多肽。

本发明的另一目的还提供了嗜热厌氧菌的三磷酸鸟苷环式水解酶重组载体、含有重组载体的宿主细胞，以及制备蛋白的方法。

本发明一方面提供一种能编码具有耐高温三磷酸鸟苷环式水解酶活性的多肽的核苷酸序列。所说的核苷酸序列编码具有SEQ ID NO.2中的氨基酸序列的多肽或所述多肽的修饰形式，该修饰形式功能上相当或与三磷酸鸟苷环式水解酶相关。核苷酸序列具有SEQ ID NO.1的多核苷酸序列以及它的突变形式，突变类型包括：缺失、无义、插入、错义。

本发明另一方面提供了一种耐高温三磷酸鸟苷环式水解酶活性的多肽。该多肽具有SEQ ID No.2中的氨基酸序列的多肽、或其保守性变异多肽、或其活性片段、或其活性衍生物。

本发明提供的制备耐高温三磷酸鸟苷环式水解酶的方法包括如下步骤：

1)分离出编码耐高温三磷酸鸟苷环式水解酶的核苷酸序列SEQ ID NO.1；

2)构建含SEQ ID NO.1核苷酸序列的表达载体；