[发明专利]一种粘红酵母去乙酰化酶4蛋白的制备及其应用

说明书

本发明公开了一种粘红酵母sirtuin4蛋白的制备方法及其应用，属于生物技术领域。本发明通过大肠杆菌重组表达制备粘红酵母sirtuin4蛋白的方法的步骤有：质粒的构建，大肠杆菌感受态细胞的制备，质粒转化，提取，鉴定，重组大肠杆菌蛋白表达验证，大肠杆菌发酵表达目的蛋白，提纯目的蛋白。本发明经实验发现，重组表达的粘红酵母sirtuin4蛋白具有激活受损线粒体自噬相关蛋白，改善线粒体形态和增强线粒体功能的功能，为治疗和预防线粒体功能障碍和衰老的功能性食品和药品的制备提供了新的思路。

技术领域

本发明属益生菌Sir2样蛋白的制备和治疗疾病的应用，更具体地说，本发明涉及一种具有激活线粒体自噬，重构线粒体网络和改善哺乳动物衰老细胞表型功能的粘红酵母sirtuin4蛋白的制备及其应用。

背景技术

低等真核生物Sirtuin基因与寿命有关的证据为哺乳动物Sirtuins基因影响哺乳动物寿命提供依据。多种实验已经证明SIRT1可以用来抗衰老。最近研究显示脑特异性SIRT1过表达能够延长老鼠的寿命和延缓衰老。缺失SIRT1的近交小鼠胚胎发育和产后生活受损严重。最近的一项研究证实，缺失SIRT1的远交小鼠并不能通过能量限制延长寿命。这表明内源性SIRT1是CR触发的寿命效应所必须的。SIRT2对寿命的影响尚未明确，但SIRT2可能可以预防某些与衰老相关的疾病。SIRT3是Sirtuin家族中第一个发现与哺乳动物衰老有联系的蛋白，一系列的研究报道了SIRT3作为线粒体重要的去乙酰化酶在维持线粒体功能中发挥重要作用。SIRT通过对对听力损伤的保护达到在CR下的抗衰老。此外，SIRT3能够调节ROS水平。迄今为止，还没有研究指出SIRT4或SIRT5基因与抗衰老之间的联系，但SIRT4和SIRT5调节线粒体代谢的潜在作用，不难联想到这些Sirtuins在衰老相关疾病中的潜在影响。

线粒体动力学失调和线粒体形态异常是衰老的标志，被认为是造成许多年龄相关病变的病理学原因。线粒体活力与线粒体质量控制有关，是非对称的裂变和融合的过程。重构线粒体网络促进线粒体和其他细胞器的相互作用，维持线粒体的代谢活性。Sirtuins可通过多条通路调控线粒体功能，Sirtuin2是否直接通过对线粒体功能的调控实现机体抗衰老还未知，以及如何控制线粒体网络以实现抗衰老是需要研究的。衰老与线粒体网络稳态的丧失有关，但是与这些变化相关的生物衰老的细胞过程仍不清楚。通过融合和裂变的线粒体网络的动态重构促进了细胞稳态的维持。线粒体动力学失调和线粒体形态异常是衰老的标志，被认为是造成许多年龄相关病变的病理学原因。

线粒体一直处于不断融合和分裂的循环中，这是两个完全相反的过程，对维持线粒体的数量和质量、以及线粒体之间物质交换至关重要，另外，正常的线粒体膜电位是融合和裂变所必须的。线粒体分裂增加线粒体数量，线粒体融合完成线粒体间蛋白质互补和信息传递。随着年龄增长，细胞内积累过多的线粒体碎片，诱导疾病的发生。线粒体融合和分裂需要相关蛋白质的参与和调控。功能正常的线粒体在与另一线粒体融合的过程需要定位在外膜的融合蛋白Mfnl、Mfn2和定位在内膜的视神经萎缩因子(OPA1) 的参与。特别的是，线粒体分裂是一个非选择性过程，需要动力相关蛋白1 ( Drpl) 、Fisl、MFF和MTP18的参与。