[发明专利]一种用于高通量体外蛋白质合成的DNA元件

说明书

本发明提供了一种用于高通量体外蛋白质合成的DNA元件，具体地，本发明首次意外地发现了一种可大幅度增强蛋白质翻译效率的新型DNA元件，在酵母体外蛋白质合成体系中应用本发明的DNA元件，所合成的荧光素酶活性的相对光单位值比仅含有Ω序列的DNA元件增强约22.3倍。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，较佳地，涉及一种用于高通量体外蛋白质合成的DNA元件。

背景技术

在真核细胞内，绝大部分用于编码蛋白质的mRNA分子都含有5’端的“帽子”结构(m⁷GpppN)和3’端的多聚腺苷链[poly(A)]结构。这两种结构不仅可以增强 mRNA分子的稳定性，而且是蛋白质翻译所必需的^[1]。其中，5’“帽子”结构能够被翻译起始因子eIF4E所识别，并招募下游的多种翻译起始因子和核糖体，进而起始蛋白质翻译过程^[1]。真核细胞内对mRNA进行加“帽子”修饰涉及由3个酶催化的3步反应，而且这个过程是与由RNA聚合酶II催化的转录同时进行的^[2]。

在转录与翻译偶联的体外蛋白质合成体系中，往往使用噬菌体或者病毒的 RNA聚合酶(如T7RNA聚合酶)进行转录，这决定了很难对mRNA进行加“帽子”修饰。在基于真核细胞的体外蛋白质合成体系中，要想利用来源于真核细胞的蛋白质翻译体系(包括翻译起始因子和核糖体等)，不具有“帽子”结构的mRNA 必须含有其他元件来招募相关因子，进而起始蛋白质的翻译^[3]。

然而，目前的提高蛋白质合成所用的元件主要有烟草花叶病毒的翻译增强子Ω序列和一些其他病毒的内部核糖体进入序列(Internal Ribosome Entry Sites,IRESs)，如EMCV IRES(Encephalomyocarditis virus)。这些元件可以在细胞内和体外蛋白质合成体系中起始“帽子”-非依赖的蛋白质翻译。但是，这些元件起始蛋白质翻译的效率往往比较低，会增加蛋白质合成所需时间，限制最终蛋白质的产量^[4]。

因此，本领域迫切需要开发一种能够增强蛋白质翻译效率的新的DNA元件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够增强蛋白质翻译效率的新的DNA元件。

本发明第一方面提供了一种核酸构建物，所述的构建物具有从5’至3’的式 I结构：

Z1-Z2-Z3-Z4 (I)

式中，

Z1、Z2、Z3、Z4分别为用于构成所述构建物的元件；

各“-”独立地为键或核苷酸连接序列；

Z1为烟草花叶病毒的5’端前导序列(leading sequence)-Ω序列；

Z2为腺嘌呤脱氧核苷酸的寡聚链[oligo(A)]_n；

Z3为翻译起始密码子；

Z4为丝氨酸密码子；

并且，所述Z2、Z3、Z4共同组成了Kozak序列，所述Kozak序列来源于克鲁维酵母属酵母。

在另一优选例中，所述克鲁维酵母属酵母选自下组：乳酸克鲁维酵母、马克斯克鲁维酵母、多布克鲁维酵母(Kluyveromyces dobzhanskii)、或其组合。

在另一优选例中，所述翻译起始密码子选自下组：ATG、ATA、ATT、GTG、 TTG、或其组合。

在另一优选例中，所述翻译起始密码子为ATG。

在另一优选例中，所述丝氨酸密码子选自下组：TCT、TCC、TCA、TCG、 AGT、AGC、或其组合。