[发明专利]一种钾氢泵蛋白及其编码基因和它们的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种钾氢泵蛋白，还涉及钾氢泵蛋白的编码基因，以及含有钾氢泵基因的重组载体和细胞，以及钾氢泵蛋白及其编码基因含有该基因的重组载体及细胞在培育具有耐碱性转基因生物中的应用。

背景技术

钾氢泵(K⁺/H⁺antiporter)是细胞中负责K⁺/H⁺交换的一种跨膜运输蛋白，广泛存在于细菌、人和高等植物的质膜及许多真核生物细胞器的膜中。质膜H⁺-ATPase用水解ATP的能量把H⁺从细胞质中泵出细胞，产生跨质膜的H⁺电化学势梯度，提供能量，驱动质膜上的钾氢泵蛋白，使H⁺顺其电化学势进入细胞，同时K⁺逆其电化学势排出细胞。钾离子能够通过维持细胞的渗透压，作为胞内酶的激活剂pH的调节剂以及刺激胞内积累相容性溶质的第二信使来保证细胞的正常生理活动。钾氢泵蛋白通过K⁺外排来保持细胞内的低K⁺水平和pH值的稳定，是生物细胞耐受盐碱的关键因子，另外它在细胞器的发生及离子均衡过程中，还执行体积和渗透调节的功能，是保持细胞离子均衡的关键因子。与钠氢泵相比，目前关于钾氢泵的发现和研究报道还比较少。

发明内容

本发明的发明人基于对钾氢泵的分子生物学研究，意外地发现从嗜碱芽孢杆菌(N16-5，CGMCC NO.0369)中得到了一种钾氢泵蛋白及其编码基因，另一方面还提供了含有钾氢泵基因的重组载体和细胞，以及钾氢泵蛋白及其编码基因含有该基因的重组载体及细胞在培育具有耐碱性转基因生物中的应用。

本发明提供了一种钾氢泵蛋白，其中，该钾氢泵蛋白具有SEQ ID No：2所示的氨基酸序列，或者该钾氢泵蛋白具有将SEQ ID No：2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加后仍具有钾氢泵蛋白活性的氨基酸序列。

本发明还提供了一种钾氢泵基因，其中，该基因具有SEQ ID No：1所示的核苷酸序列，或者该基因具有编码SEQ ID No：2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。

另外，本发明还提供了一种重组载体，其中，该重组载体含有本发明提供的钾氢泵基因。

本发明还提供了一种转基因细胞，其中，该转基因细胞含有本发明提供的钾氢泵基因。

本发明还提供了得到的钾氢泵蛋白及其编码基因、含有该基因的重组载体及转基因细胞在培育具有耐碱性转基因生物中的应用。

钾氢泵蛋白在耐盐碱植物培育等方面具有重要的应用潜力。通过克隆得到钾氢泵基因，并通过转基因的操作将微生物来源的钾氢泵基因导入到植物细胞中，获得耐盐碱性提高的转基因植株成为可能。

附图说明

图1显示了重组载体pUC18-BspN165-cha导入的大肠杆菌K12(pUC18-BspN165-cha)的耐碱性的测定结果，其中，将重组载体pUC18-BspN165-cha导入的大肠杆菌K12(pUC18-BspN165-cha)分别接种到pH为8.0、8.5、9.0和9.5(含有50mM的CAPS、HEPES和TRICINE，5N NaOH调节)的LB液体培养基中(100μg/ml氨苄青霉素)，培养12小时后测定OD₆₀₀，以导入pUC18空载体的大肠杆菌K12为对照(每组三个平行)。

图2显示了钾氢泵缺失的大肠杆菌K12(Δcha)以及导入重组载体pUC18-BspN165-cha的K12(Δcha)(pUC18-BspN165-cha)耐碱性的测定结果，其中，将导入重组载体pUC18-BspN165-cha的K12(Δcha)(pUC18-BspN165-cha)和钾氢泵缺失的大肠杆菌K12(Δcha)分别接种到pH为8.0、8.5、9.0和9.5(含有50mM的CAPS、HEPES和TRICINE，5N NaOH调节)的LB液体培养基中，培养12小时后测定OD₆₀₀，以大肠杆菌K12为对照(每组三个平行)。

具体实施方式

以下本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。