[发明专利]一种链球菌基因诱导表达系统及其应用

说明书

本发明涉及一种链球菌基因诱导表达系统，所述系统由基因xylR和人工设计的启动子O2p组成。本基因表达系统在不添加木糖的培养基中背景表达极低，而在添加木糖的培养基中实现基因的高强度表达，因此该基因诱导表达系统在蛋白表达、基因功能研究、工程菌构建方面有着重要的应用价值。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，尤其是一种链球菌基因诱导表达系统及其应用。

背景技术

链球菌是一群主要存在于人类及动物的G+细菌，很多是致病菌，少数是安全的食品微生物(GRAS)，如嗜热链球菌。一些菌株由于其特殊的代谢特征被开发为工业微生物用于代谢产物的发酵开发，比如兽疫链球菌被开发为透明质酸的生产菌株。基因可控表达工具和技术在基因功能研究(特别是必须基因的功能研究)，以及工程菌株构建过程中具有重要的应用价值。因此，基因诱导表达系统是分子生物学中的一个技术开发热点。依据诱导剂不同，链球菌中使用的诱导表达系统包括蔗糖诱导表达系统(Infect Immun.1999Sep；67(9):4510-6)、乳糖诱导表达系统(Mol Microbiol.2010Dec；78(6):1431-47)，四环素诱导表达系统(FEMS Microbiol Lett.2017Mar 1；364(5))，nisin诱导表达系统(BiotechnolLett.2015Jul；37(7):1447-54)，岩藻糖诱导表达系统(J Bacteriol.2003Mar；185(6):2051-8)，Zn²⁺诱导表达系统(Mol Microbiol.2009Oct；74(2):395-408)，多肽(ComS)诱导表达系统等(J Bacteriol.2011Oct；193(19):5207-15)。这些诱导表达系统都体现出来一定的局限性：对于蔗糖、乳糖诱导表达系统，诱导剂干扰初级代谢过程；对于四环素、nisin、Zn²⁺、岩藻糖诱导表达系统，诱导剂对细菌细胞存在一定的毒性；对于多肽(ComS)诱导表达系统，只能在基本培养基中使用，不能在完全培养基中使用。除此之外，这些诱导表达系统还有一个共同缺陷：不能实现非诱导条件下的低背景表达和诱导条件下的高强度表达。

常见的链球菌不能代谢木糖，木糖在高浓度下也不具有细胞毒性，因此木糖作为诱导剂不干扰细胞内初级代谢过程，在诱导表达系统的开发上具有显著的优势。现有的木糖诱导表达系统有两套(Xyl-S1和Xyl-S2，Appl Environ Microbiol.2013Oct；79(20):6375-84)。Xyl-S1能够实现高强度诱导表达，但是其在非诱导条件下的背景表达也较高；Xyl-S2能够实现非诱导条件下的低背景基因表达，但是诱导条件下表达强度不高。因此，亟需一种新的基因诱导表达系统。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种链球菌基因诱导表达系统及其应用，该基因表达系统在不添加木糖的培养基中背景表达极低，而在添加木糖的培养基中实现基因的高强度表达。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种链球菌基因诱导表达系统，所述系统由基因xylR和人工设计的启动子O2p组成。

而且，所述基因xylR的核苷酸序列为SEQ ID No.1所示，所述人工设计的启动子O2p的核苷酸序列为SEQ ID No.2所示，所述诱导表达系统的核苷酸序列为SEQ ID NO.5所示。

而且，所述xylR基因由启动子xylAp和强核糖体结合位点RBSs驱动表达，所述启动子O2p包含两个操纵子位点，即xylO位点。

而且，所述启动子xylAp的核苷酸序列为SEQ ID No.3所示，所述强核糖体结合位点RBSs的核苷酸序列为SEQ ID No.4所示。

而且，所述基因表达系统在不添加木糖的培养基中背景表达极低，而在添加木糖的培养基中能够实现基因的高强度表达。