[发明专利]植物作为宿主在表达Dulaglutide中的应用

说明书

本发明涉及生物技术领域，特别涉及植物作为宿主在表达Dulaglutide的应用。本发明利用植物例如生菜作为重组蛋白质生产的有效表达平台，利用简单以及有效的农杆菌介导真空渗透方法来表达Dulaglutide。该表达体系确定植物外源蛋白在农杆菌侵染4天后就可以收集。利用Western Blot蛋白杂交法确定Dulaglutide成功表达，用AKTA蛋白纯化系统成功纯化出Dulaglutide。生物活性测试结果表明利用该平台技术生产的Dulaglutide显著降低了狗血液中的血糖浓度。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及植物作为宿主在表达Dulaglutide中的应用。

背景技术

糖尿病是以慢性高血糖为特征的常见病、多发病，是由体内胰岛素分泌或作用缺陷，或二者同时存在而引起的糖、脂肪、蛋白质代谢紊乱。临床上主要有胰岛素依赖型(IDDM，I型)和非胰岛素依赖型(NIDDM，II型)两种类型。随着生活水平提高，无论在发达国家还是在发展中国家，糖尿病的发病率都在逐年上升。糖尿病作为一种严重的非传染性慢性疾病现已成为全世界各国密切关注的重大公共卫生问题之一，是全球范围内继心血管和肿瘤疾病之后的第三号杀手。从世界卫生组织公布的数据来看，1995年全球糖尿病患者仅3000万人左右，而到了1997年已增至1.35亿，到2030年将有3亿II型糖尿病患者，患者增幅最快的地区为亚洲和非洲。II型糖尿病患者的传统治疗模式一般是遵循饮食控制、口服抗糖尿病药物和外源性胰岛素的阶梯式治疗。但目前糖尿病治疗领域仍存在着诸多尚待解决的重要问题，而且还存在一些副作用和限制。

胰高血糖素样肽-1(Glucagon-like peptide-1,GLP-1)是由肠道内分泌细胞分泌的肠降血糖素，是胰高血糖素原基因翻译后加工产物，在体内有多种存在形式。它具有以下生理作用：以葡萄糖依赖方式作用于胰岛β细胞，促进胰岛素基因的转录，增加胰岛素的生物合成和分泌；刺激β细胞的增殖和分化，抑制β细胞凋亡，从而增加胰岛β细胞数量，抑制胰高血糖素的分泌，抑制食欲及摄食，延缓胃内容物排空等。这些功能都有利于降低餐后血糖并使血糖维持在恒定水平。

尽管天然GLP-1在治疗糖尿病上有诸多优点，但它的体内半衰期仅为2分钟左右，限制了其在临床上的直接应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了植物作为宿主在表达Dulaglutide(杜拉鲁肽)中的应用。本发明利用植物尤其是生菜作为重组蛋白生产的高效平台技术，表达了Dulaglutide。并且在温和的条件下成功分离出有活性的外源蛋白，证明植物尤其是生菜表达平台可以成功用来生产Dulaglutide蛋白。时间短(4d)，纯化简单，生产便捷。消除基因污染，消除感染人体的潜在病虫害等。大大降低生产成本，提高产品安全性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了植物作为宿主在表达Dulaglutide中的应用；所述植物选自生菜、菠菜、番茄、萝卜、白菜、玉米、大豆、小麦或烟草；所述植物的器官选自种子、叶、根茎或整株植物。

植物瞬时表达技术是在植物生长到一定阶段，利用多种不同的技术方式将含有目标蛋白的质粒转移到植物细胞中，在植物细胞中建立高效、可控的表达系统，获得该基因短暂的可控表达的技术。与稳定表达相比，瞬时表达所需时间短，不需要将外源基因整合到宿主植物染色体中，仅需几天的时间就可拿到实验结果。与细菌表达系统相比，植物表达系统可以对所表达的蛋白进行正确的折叠、加工、修饰，所生产的蛋白活性高于细菌表达系统；与动物细胞表达系统相比，植物表达系统的成本非常低，仅为其千分之一到千分之二。

在上述研究的基础上，本发明还提供了一种表达载体，包括Dulaglutide的序列以及双元植物载体。

在本发明的一些具体实施方案中，所述Dulaglutide的序列为将Dulaglutide的密码子优化为植物偏好的密码子获得的优化Dulaglutide的序列。