[发明专利]spoIIIJ蛋白作为芽孢杆菌表面展示系统中锚定蛋白的用途

说明书

本发明公开了spoIIIJ蛋白作为芽孢杆菌表面展示系统中锚定蛋白的用途。本发明还提供一种芽孢杆菌表面展示系统，包括：含有融合基因的原核穿梭表达载体，宿主菌；所述的融合基因由锚定蛋白编码基因和外源目的蛋白编码基因融合而成；其中，所述的锚定蛋白是spoIIIJ蛋白，所述的宿主菌是芽孢杆菌。本发明进一步提供了一种将外源目的蛋白基因在芽孢杆菌的芽孢表面进行高效展示表达的方法。本发明所提供的枯草芽孢杆菌表面展示系统可以在芽孢表面高效展示大分子量的目的蛋白，能够应用于包括固定化酶的制备、生产抗原、多肽的高通量筛选、重金属的生物吸附以及构建生物传感器在内的多个领域。

技术领域

本发明涉及spoIIIJ蛋白的新用途，尤其涉及spoIIIJ作为芽孢杆菌表面展示系统中锚定蛋白的用途，属于芽胞杆菌表面展示系统构建及应用领域。

背景技术

枯草芽胞杆菌表面展示技术是将外源目的基因与含有自身启动子的芽胞外套蛋白基因融合，构建融合基因表达载体，然后将这种载体转化到芽孢杆菌宿主菌中，外源目的基因就会在外套蛋白基因启动子的启动下表达，并通过与外套蛋白偶联的作用将外源蛋白展示在菌体的表面。

枯草芽孢杆菌表面展示系统作为一种最常见的表面展示系统，其优势包括：(1)外源目的蛋白在表面展示的过程中无需穿膜过程，因此提高了外源目的蛋白的展示效率；(2)可展示分子量较大的外源蛋白；(3)可展示多聚体外源蛋白；(4)芽孢特有的抗逆性增大了可供展示的外源目的蛋白的应用范围。

枯草芽孢杆菌表面展示技术可展示大分子量的目的蛋白且目的蛋白无需跨膜，因此应用范围极为广泛，包括：生产抗原，固定化酶、多肽的高通量筛选、重金属的生物吸附以及构建生物传感器等。

枯草芽孢杆菌表面展示系统的成功构建取决于三个要素，即：锚定蛋白、目的蛋白和宿主菌；其中，得到适宜的锚定蛋白是枯草芽孢杆菌表面展示系统能否成功构建的关键之一。

一个成功的锚定蛋白必须要符合四项要求，即：(1)必须具有一个结构域可使外源目的蛋白展示在菌体外衣壳蛋白表面；(2)必须具有一个强大的锚定结构域确保外源目的蛋白能够固定在细胞表面而不被分开；(3)锚定蛋白和外源蛋白必须兼容形成融合蛋白，不出现由于外源目的蛋白的插入使锚定蛋白出现不稳定的现象；(4)锚定蛋白必须具有一定的抵抗培养基或周质空间中蛋白酶的能力。

1992年，Errington等在枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中鉴定了spoIIIJ基因，该基因突变导致前体孢子特异基因的转录停止，从而在第三阶段(stage III)阻断芽孢(sporulation)的形成。当时猜测SpoIIIJ可能涉及信号转导通路(Errington J etal.Structure and function of the spoIIIJ gene of Bacillus subtilis:avegetatively expressed gene that is essential for sigma G activity at anintermediate stage of sporulation.J Gen Microbiol,1992,138:2609-2618)。

发明内容

本发明的目的之一提供spoIIIJ蛋白的一种新用途，即将其作为芽孢杆菌表面展示系统的锚定蛋白；

本发明的目的之二是将spoIIIJ蛋白应用于构建芽胞杆菌表面展示系统；

本发明的目的之三是提供了一种芽胞杆菌表面展示系统；

本发明的目的之四是提供了一种将外源目的蛋白基因在芽孢杆菌的表面进行展示的方法；

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：