[发明专利]嗜酸硫化芽孢杆菌硫氧还蛋白还原酶基因及其重组蛋白

说明书

技术领域

本发明涉及重组蛋白，特别涉及一种嗜酸硫化芽孢杆菌硫氧还蛋白还原酶的基因及其重组蛋白。

背景技术

生物冶金方法是一种利用微生物的催化氧化作用，将矿物中的金属以离子形式溶解到浸出液中并回收的方法。由于该方法具有操作简单、成本低、能耗少、流程短等特点(1、姚国成，阮仁满，温建康.生物冶金常用浸矿菌种及改良育种的基本方法[J].金属矿山，2002，11：26-29.)，已成为矿产资源加工的一项重要技术。深海嗜酸硫化芽胞杆菌(Sulfobacillus sp)属于革兰氏阳性菌，是一种在高温、低pH条件下生长的重要生物浸矿菌。硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase，TrxR)是一种NADPH依赖的包含FAD结构域的酶，属于吡啶核苷酸-二硫化物氧化还原酶家族成员(2、张笑天，熊咏民.硫氧还蛋白还原酶研究进展[J].国外医学医学地理分册2004，25(4)151-158)。硫氧还蛋白还原酶和硫氧还蛋白(thioredoxin，Trx)、NADPH构成了对生物体具有重要作用的硫氧还蛋白系统。该系统能稳定细胞内环境、预防活性氧损害、还原DNA合成中的还原酶及多种具有重要功能的蛋白质。

与谷胱甘肽还原酶、汞还原酶、二氢硫锌酰胺脱氢酶一样，硫氧还蛋白还原酶也是一种二硫化物还原酶，它能通过核黄素载体将嘧啶核苷酸中的电子转移到含有二硫键的底物上。与谷胱甘肽还原酶相比，硫氧还蛋白还原酶的C末端伸长了16个残基，其中含有保守的活性位点-Gly-Cys-Sec-Gly，该位点在该酶的氧化还原反应中起着重要作用。目前，在Escherichia.coli中已有4种类型的硫氧还蛋白还原酶的结构被解析，其蛋白结构本质一致的(3、Kuriyan J，Krishna T S R，Wong L，et al.Convergent evolution of similar function in two structurally divergent enzymes[J].Nature.1991，352：172-174.)。

硫氧还蛋白还原酶的主要作用是催化NADPH将氧化型的硫氧还蛋白(Trx)中的二硫键还原成-(SH)2，除此之外，硫氧还蛋白还原酶还能还原维生素K3、硫辛酸、DTNB和四氧嘧啶、磷脂氢过氧化物等；硫氧还蛋白还原酶的催化氧化还原活性在大肠杆菌中有了较全面的了解，它主要通过NADPH旋转66°而FAD保持不动，从而完成电子传递(4、Nordman X L，T’Olason J M，et al.The mammalian Cytosolic selenoenzyme thioredoxin reduction subiquinone a novel menchanism for defense against oxidative stress[J].J.Biol.Chem，2003，278：2141-2146.)。硫氧还蛋白还原酶作为硫氧还蛋白系统的一员，它还参与调节细胞内ROS的水平，与哺乳动物细胞的表型、生长及信号转导有密切的关系(5、Rundlo F A K.Arner E S.Regulation of the mammalian selenoprotein thioredoxin reductase 1in relation to cellular phenotype，growth and signaling events[J].Antioxid Redox Signal.2004，6：41-52.)。