[发明专利]耐高温S－腺苷甲硫氨酸合成酶基因及其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S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因序列及编码的多肽和制备方法。

                          背景技术

S-腺苷甲硫氨酸合成酶，S-adenosylmethionine synthetase(EC 2.5.1.6)，可缩写为MAT，催化L-甲硫氨酸和腺苷三磷酸(ATP)而生成S-腺苷甲硫氨酸(AdoMet或SAM)，同时生成焦磷酸和磷酸。AdoMet是一个普遍存在的甲基的供体。S-腺苷甲硫氨酸合成酶的正式名称是甲硫氨酸腺苷转移酶。每生成一分子的S-腺苷甲硫氨酸，ATP的三个磷酸基团都要发生水解作用，这也是依赖于ATP的基团转移反应的共同特性，因此S-腺苷甲硫氨酸的生成是非常耗能的。

每130个转甲基酶中有120个是利用S-腺苷甲硫氨酸作为甲基的供体。这些酶主要存在于人类，哺乳动物和高等生物中。依赖于S-腺苷甲硫氨酸的转甲基酶的底物包括小分子物质，脂类，蛋白类，多糖和多核苷酸。被甲基化的对象主要有(1)羧基，酚和羟基(氧原子)；(2)脂肪族和芳香族的氨基酸(氮原子)；(3)巯基和硫化物(硫原子)；(4)石蜡和碳环(碳原子)；(5)卤化物和金属离子。从这个角度看，S-腺苷甲硫氨酸是仅次于ATP的第二普遍应用的辅助因子。甲硫氨酸代谢的第一步是转变为AdoMet，这是一个由MAT催化的反应。MAT基因是一个生物生存必须的482种基因之一。它的重要性在于AdoMet是生物体内主要的甲基供体，也是生物体内高级多胺的前体，例如，精胺和亚精胺。

大肠杆菌的S-腺苷甲硫氨酸合成酶的晶体结构在2.8的分辨率下已被测定，分子量约42,000。在哺乳动物中，有两个基因，MAT1A和MAT2A，编码两个同源的MAT的具有催化作用的亚基，α1和α2。MAT1A主要在成体的肝中表达，它编码的α1亚基存在于两种MAT同工酶中，为二聚体(III)或四聚体(I)。MAT2A编码另一个具催化作用的亚基α2存在于广泛分布的MAT的同工酶MAT II中。这个基因存在于胎儿和新生儿的组织以及肾脏，脑，淋巴细胞，睾丸和晶状体中。在胎儿的肝脏中，主要是MAT2A基因表达，而在发育的过程中逐渐被MAT1A所代替。MAT的同工型之间在动力学和调控特性方面不同。MAT I和MAT II催化甲硫氨酸的米氏常数低，MAT III催化甲硫氨酸的米氏常数高。

基因组序列分析显示，所有的生物都要合成AdoMet。依赖于AdoMet的甲基化作用对于很多生物学过程都是很关键的。所有的甲基化反应中的85％，甲硫氨酸代谢的48％发生在肝脏中，可见肝脏对血液中甲硫氨酸的调节起非常关键性作用。

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S-腺苷甲硫氨酸合成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S-腺苷甲硫氨酸合成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S-腺苷甲硫氨酸合成酶活性多肽。

本发明的另一目的还提供了含有编码耐高温S-腺苷甲硫氨酸合成酶的DNA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S-腺苷甲硫氨酸合成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S-腺苷甲硫氨酸合成酶相关。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S-腺苷甲硫氨酸合成酶活性的多肽。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。