[发明专利]高渗透压甘油蛋白激酶基因RkHog1及其重组表达载体

说明书

本发明公开了一种高渗透压甘油蛋白激酶基因RkHog1及其重组表达载体，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，该基因编码的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示；该基因是酵母中参与耐高渗透压调控的功能基因，有助于酵母在高渗透压和高盐等环境中生长。

技术领域

本发明属于生物技术领域和遗传工程领域，涉及一种高渗透压甘油蛋白激酶基因RkHog1及其重组表达载体。

背景技术

生物在长期的进化过程中形成了精确而敏感的适应机制，对外界环境刺激作出应答反应。有丝分裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一类普遍存在于真核生物且在进化上保守的蛋白激酶，主要参与传导胞外信号，调节细胞的多种生物学过程。MAPK通常由MAPKK激活，而MAPKK又受到MAPKKK的活化。高渗透压甘油促分裂原激酶信号转导途径HOG-MAPK(high osmohrity glycerol mitogen-activated proteinkinase signaling transduction pathway)是酿酒酵母对外界高渗透压胁迫环境应答的重要途径之一。该途径通过促进甘油积累、阻遏细胞生长及其他生理条件调节来抵抗渗透胁迫刺激。几乎所有真核生物的HOG-MAPK 途径作用均是高渗透压环境中调控胞内生理生化反应以快速合成和/或积累胞内甘油提高胞内渗透压。

HOG信号途径首先发现于酿酒酵母，该信号途径受到外界高渗条件的诱导，激活甘油合成相关酶基因（如 GPD1 和 HOR1）的转录，使胞内积累高浓度的甘油，维持细胞较高的膨压。近年来的研究表明，该信号途径广泛存在于其它丝状真菌，与真菌胞内的膨压调节密切相关。但在不同的真菌中，HOG-MAPK信号途径调节胞内小分子量多元醇的种类不同。如人类病原真菌( Candida albicans) 在高渗环境中，HOG-MAPK主要通过调控甘油的积累提高胞内膨压，抵御不良环境；植物病原真菌(Magnaporthe grisea) 中，当 HOG-MAPK 编码基因 OSM1 被破坏后，菌体在高渗条件下的形态表现异常，胞内阿拉伯糖醇的积累显著降低，而甘油积累却没有明显变化。研究还发现，蛋白激酶Hoglp与病原真菌的致病性有关。烟曲霉(A．fumigatus)OSMl与酵母HOGl基因同源，OSMl基因突变体在高渗条件下毒力下降，菌丝形态改变；白念珠(C．albicans)Hogl突变体菌丝形成受到抑制，突变株对小鼠的致死率显著下降。

近年来，HOG-MAPK途径的重要蛋白激酶Hoglp的编码基因已在多种丝状真菌中被分离

和研究。红冬孢酵母（Rhodosporidium kratochvilovae）作为优良的微生物油脂生产菌，在营养限制条件下能过量积累胞内油脂；并生产胞外多糖、β-类胡萝卜素、工业用酶等，在生物制药产业和环境治理方面中有广泛的应用前景。同时，红冬孢酵母具有生长周期短、利用碳源广泛、油脂积累量多等优点，还能在高渗透压环境中生长，因此，该菌具有适应不同环境的调节机制。然而，有关HOG信号途径与其环境适应性、生长发育、致病性等关系的研究较少。因此，克隆获得高渗透压甘油蛋白激酶基因RkHog1并进行功能研究，分析HOG信号途径在该菌中的作用，明确HOG信号途径的作用机理及其生长适应性的关系是为今后更好地利用及改造相关生物基因表达调控这一重要生物资源提供十分重要的手段，为利用基因工程技术改善微生物及其他高等真核生物的抗逆性改良提供了更加丰富的优良基因材料。

发明内容