[发明专利]一种大腹园蛛梨状腺丝蛋白的基因及其制备方法

说明书

本发明涉及一种大腹园蛛梨状腺丝蛋白的基因及其制备方法，所述基因序列如SEQ ID NO.1所示。扩增方法：利用简并PCR的方法扩增出部分梨状腺蛋白基因的NT序列，用锚定PCR将NT序列补全，根据测序得到的NT序列以及之前获得的CT序列来设计一对引物用于PCR扩增全长的PySp1基因，将扩增得到的片段进行平末端克隆，并对含有全长PySp1基因的阳性克隆菌抽提质粒，进行全长测序，即获得该基因核苷酸序列。本发明首次得到包括有完整NT端、CT端以及中间重复区的大腹园蛛梨状腺丝蛋白编码基因，为进一步研究梨状腺丝蛋白结构及人工制备蛛丝纤维奠定了基础。

技术领域

本发明属于基因及其制备领域，特别涉及一种大腹园蛛梨状腺丝蛋白的基因及其制备方法。

背景技术

园蛛科蜘蛛可分泌7种蜘蛛丝，分别为主壶腹腺丝、次壶腹腺丝、鞭状腺丝、管状腺丝、梨状腺丝、葡萄状腺丝及聚合腺丝；蛛丝纤维由不同的蛛丝蛋白组成，具有不同的材料学性能和生物学功能。蜘蛛丝拥有优异的机械性能以及力学性能，是许多天然或人工材料无法比拟的。获得蛛丝蛋白基因的全长基因序列是研究蜘蛛丝性能及其机理的基础，蛛丝蛋白序列由相对保守的非重复区NT，CT以及一个很大的重复区组成，蛛丝蛋白往往是很大的蛋白质，相对分子量可达200-350kDa。从DNA文库中获取蛛丝全长基因耗时耗力，直接PCR得到全长蛛丝基因方便快捷，但由于缺乏相关目的序列片段及长距离PCR结果的不确定性,只有少数全长的蛛丝蛋白基因被克隆出来，严重制约了对蜘蛛丝的进一步研究。

梨状腺丝由梨状腺所分泌，属于固着丝，梨状腺丝其实是干性丝纤维和湿胶的复合体，主要用于蛛丝与固体支持物之间的连接。第一条PySp1全长基因在2017年才被报道出来，其包括21个重复单元，每个重复单元包括234个氨基酸残基，其中由包含大量PX和QQ小模块。

蜘蛛丝外观光滑纤巧、丝滑闪亮、坚韧轻柔，且具有生物相容性以及较好的记忆性能，作为性能优异的天然蛋白类高分子材料具有极大的潜在应用价值，人工制备的蛛丝蛋白通过不同的方法可以制备成不同的形态，如纤维、膜、微球、胶囊等作为生物材料应用于军事、航天及生物医学领域，且其蛋白成分决定了它的可降解性，符合可持续发展的战略要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大腹园蛛梨状腺丝蛋白的基因及其制备方法，克服了现有技术的大腹园蛛梨状腺丝蛋白基因空白的缺陷，该方法克隆了整个基因包含有完整的NT端，重复区以及完整的CT端，用于编码大腹园蛛梨状腺丝蛋白；而且对环境无污染；制备方法工艺简单，条件温和，易于操作，为在基因工程上大规模生产蛛蛋白奠定了基因基础。

本发明的一种大腹园蛛梨状腺丝蛋白的基因，所述基因序列如SEQ ID NO.1所示。

所述基因全长大小为11,931bp，共编码3976个氨基酸，具体序列如SEQ ID NO.1所示，蛋白分子量为400.0kDa。

所述全长基因中NT端大小为450bp，编码150个氨基酸，具体序列如SEQ ID NO.2所示。

N-linker区大小为768bp，共编码256个氨基酸，具体序列如SEQ ID NO.3所示。

重复区大小为10,116bp，共编码3372个氨基酸，具体序列如SEQ ID NO.4所示。

C-linker区大小为327bp，共编码109个氨基酸，具体序列如SEQ ID NO.5所示

CT端大小为267bp，共编码89个氨基酸，具体序列如SEQ ID NO.6所示。

本发明一种大腹园蛛梨状腺丝蛋白的基因的制备方法，包括：

(1)根据蜘蛛梨状腺丝的PySp1蛋白基因，在NT端简并引物，在重复区设计2条特异性引物，通过简并PCR扩增得到部分的NT端基因序列；