[发明专利]一种超氧化物歧化酶基因的食品级表达方法及其专用载体

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种超氧化物歧化酶基因的食品级表达方法及其专用载体。

背景技术

超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，简称SOD)广泛存在于各类生物体中，是机体内超氧阴离子自由基(O₂^-)的天然消除剂，对机体细胞起保护作用。因此，SOD在防御O₂^-的毒性、抗衰老以及预防肿瘤和抗炎等方面起着重要的生理作用，受到国内外医药日用化工、食品及生化界的极大关注。

根据SOD所含金属辅基的不同，一般可将其分为Cu，Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD三种类型。

SOD在临床上有较广泛的应用，如用于骨关节炎、急肝与慢活肝的炎症反应，SOD可去除由炎症反应产生的大量的超氧化自由基，对消退炎症，恢复肝功能起到一定作用；用于治疗因超氧阴离子伤害引起的疾病，如心肌缺血与缺血再灌注综合症、类风湿关节炎、放射性膀胱炎、红斑狼疮等(Fattman CL，Enghild JJ，Crapo JD，et al.Purification and characterization of extracellularsuperoxide dismutase in mouse lung.Biochem Biophys Res Commun，2000，275：542-548；Huang P，Feng L，Oldham EA，et al.Superoxide dismutase as atarget for the selective killing of cancer.Nature，2000，407(6802)：390-395；贾宁人，王丽珠等.化学发光法测定超氧化物歧化酶.临床检验杂志，1996，14(2)：59-62)。

SOD在食品工业中主要应用四方面：1)作为保健食品的功效因子或食品营养强化剂，添加到各种食品中。2)制成多种剂型的SOD或复合型食品。3)用作食品的天然抗氧化剂。4)以富含SOD的原料加工制成保健食品。此外，SOD添加于化妆品中可起到防晒、防止脂褐素的形成、防治皮肤病以及防治瘢痕形成等作用(崔慧斐，张天民.超氧化物歧化酶在食品和化妆品中的应用及其发酵法生产进展.药物生物技术，2000，7(3)：187-189)。

超氧化物歧化酶SOD作为自由基清除剂，是一种可以增进人体健康的重要活性物质，我国自上世纪八十年代以来，对SOD的应用研究主要侧重于动植物SOD的提取和纯化，国内SOD产品大部分是从动物血液中制备的，但由于原材料有限及卫生安全性等原因，导致制品产量有限，特别是随着世界各地疯牛病、禽流感、口蹄疫等恶性传染病的不时报道，动物源血液制品的风险加大，纯度要求的增高也增加了产品的成本，特别是由于疯牛病的影响，欧盟规定从1997年1月起，禁止使用牛血SOD作为食品添加剂使用后，利用基因工程是广开SOD酶源、降低成本和获得具有天然活性的SOD的有效途径。

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，又名面包酵母，在酿酒业和面包业中的使用已有数千年的历史，被认为是GRAS生物(generally recognized as safe)，已被美国FDA认定为安全性的生物，其表达产物不需经过大量宿主安全性实验(宋丽雅，于群，卜凤荣.几种主要的酵母表达系统研究进展.中国输血杂志，2003，16(3)：209-211)。酿酒酵母作为一种模式生物，是迄今了解最完全的真核生物，上千个基因已被分析，完整的基因组测序已于1996年完成。自1981年Hitzeman等用酿酒酵母表达人干扰素获得成功后，人们还用酿酒酵母表达了多种原核和真核蛋白。

酿酒酵母表达系统相比毕赤酵母等表达系统具有其自身表达量较低等的不足，但是，它却具有其它表达系统不能比拟的优点。作为酵母的一种，其培养条件普通，生长繁殖迅速；用于表达基因工程产品时，工艺简单，能够耐受较高的流体静压，可以大规模生产，有效降低生产成本；作为一种GRAS生物，它已广泛用于酿酒和食品工业，不会产生毒素，安全可靠；作为单细胞真核生物，它表达外源基因时具有一定的翻译后加工能力，具有一定程度上的折叠加工和糖基化修饰，有利于保持生物产品的活性和稳定性；作为一种模式生物，它的遗传背景清楚，容易进行遗传操作，可以利用基因表达调控机制进行高水平表达。