[发明专利]一种蛋白质及其应用

说明书

本发明公开了一种蛋白质，该蛋白质具有核苷酸片段的结合活性，或者，该蛋白质为脱氧核糖核酸和核糖核酸片段结合蛋白。该蛋白质的表达可以改善细胞耐高温抗性，并且在提升工业微生物发酵生产目标化合物的过程中非常有应用前景。

技术领域

本发明属于蛋白质工程领域，涉及一种蛋白质及其在提升微生物耐热抗性和提高工业微生物产量等方面的应用。

背景技术

微生物必须在各种压力条件下存活。温度的升高会破坏细胞原有的内稳态，干扰正常的生理功能，并改变细胞结构。从嗜热菌中发现并表征的几种耐高温机制已被成功地作为促进嗜中温微生物(如大肠杆菌和酿酒酵母)在高温下生长的新策略(DOI：10.1016/j.biortech.2014.07.063)，但该领域的进展一直比较缓慢。提高微生物对高温的耐受性提供了潜在的应用价值，如降低开放式发酵的污染风险，从而大大降低了发酵生产的成本(DOI：10.1371/journal.pone.0004359)。此外，在某些情况下，发酵温度升高会促使物质交换加快，导致微生物生长加快，并增加总生物量，这使得提高微生物对高温生长的耐受性成为一个具有挑战和研究潜力的领域。

凝结芽孢杆菌来源的CspL隶属于冷激蛋白家族，Su等人的研究发现CspL与细胞耐热密切相关(DOI：10.1038/srep03926)。目前已知的CspL同源蛋白——大肠杆菌中的CspA是研究最为透彻的冷激蛋白之一。它是大肠杆菌在低温生长期间最主要的RNA分子伴侣，能够促进细胞低温存活，协助靶基因的转录和翻译(DOI：10.1074/jbc.272.1.196)。但是，冷激蛋白在细胞响应热激条件促进细胞生长的研究尚处空白。

因此，本领域的研究人员致力于开发一种提升微生物耐热抗性的蛋白质，应用于生物催化和代谢工程改造等领域。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提升微生物耐热抗性及改善工业微生物发酵生产特性。

为实现上述目的，本发明的一方面提供了一种蛋白质。

在本发明的一个具体实施方式中，该蛋白质具有结合RNA和DNA片段的活性，或者，该蛋白质为DNA/RNA结合蛋白(DNA/RNA binding protein)：

进一步地，将天然蛋白质中的氨基酸序列密码子通过改良替换成大肠杆菌通用密码子。

进一步地，上述蛋白质还具有以下一种或多种特征：

1)蛋白质的氨基酸序列包括与SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列具有60％以上、或90％以上、或95％以上、或99％以上同源性的氨基酸序列；或者蛋白质的氨基酸序列包括SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列；或者蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示；

2)蛋白质由在高严谨条件与编码氨基酸序列为SEQ ID NO:1所示的蛋白质的核酸的互补链杂交的核酸编码；

3)天然蛋白质存在于微生物中。

进一步地，该蛋白质存在于芽孢菌属(Bacillus)的微生物中。

进一步地，该蛋白质存在于凝结芽孢杆菌2-6(Bacillus coagulans 2-6)中。

进一步地，该蛋白质具有用于结合核苷酸序列的功能，至少能结合脱氧核糖核苷酸序列或者核糖核苷酸序列；将蛋白质的第4位、第7位氨基酸密码子中的至少一个通过改良替换为大肠杆菌的通用密码子。

进一步地，该蛋白质的核苷酸结合位点至少包括11个氨基酸，所述的11个氨基酸选自甘氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、精氨酸、缬氨酸、组氨酸。