[发明专利]一种用于检测S-腺苷甲硫氨酸的生物传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于检测S‑腺苷甲硫氨酸的生物传感器及其制备方法，属于生物化工领域。本发明通过基因重组技术合成了基于转录因子模块和重组启动子模块的响应S‑腺苷甲硫氨酸的生物传感器，该生物传感器将大肠杆菌来源的MetJ作为DNA结合域，与hER和激活域(VP16)构成新型ATF，同时选择来源于metA的带有4个保守序列的天然met box作为MetJ的特异识别序列，并在该序列下游连接绿色荧光蛋白基因，构建响应SAM的生物传感器。在β‑雌二醇诱导剂和胞内SAM作用下，ATF进入细胞核，并与MetJ的特异识别序列met box结合，从而实现下游基因调控。该生物传感器可以响应活胞内S‑腺苷甲硫氨酸浓度，通过荧光强度强弱的输出来实现高通量检测。

技术领域

本发明涉及一种用于检测S-腺苷甲硫氨酸的生物传感器及其制备方法，属于生物化工领域。

背景技术

S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine，SAM)是生物体内关键的小分子活性物质，具有转甲基、转硫和转氨丙基等多种生理作用，与体内各种解毒过程关系密切，是维护细胞膜正常功能、人体正常代谢和健康不可缺少的重要物质。临床上将S-腺苷甲硫氨酸用于肝病、抑郁症、关节炎等疾病的治疗，效果显著。

S-腺苷甲硫氨酸在微生物细胞内的代谢途径冗长复杂，且非终端代谢产物，许多研究者试图通过代谢工程改造以提高菌株生产S-腺苷甲硫氨酸的能力。然而仅仅针对主代谢途径中涉及到的基因进行分子操作，并没有大幅度提高菌株合成S-腺苷甲硫氨酸的能力。研究者在高产S-腺苷甲硫氨酸的菌种培育方面也做了许多工作，例如用γ射线、亚硝基胍，甚至航天育种等方法进行菌种诱变，通过乙硫氨酸结构类似物平板初筛，再通过HPLC复筛，但是对S-腺苷甲硫氨酸产量提高有限。目前由于缺少可靠的响应胞内S-腺苷甲硫氨酸浓度的高通量检测方法，致使S-腺苷甲硫氨酸合成代谢途径理解的缺失，并且无法开展高产菌株的选育和改造研究。

公布号为CN104965014A的中国专利申请公开了一种用于检测SAM的量子点/酶复合碳糊电极，对SAM表现出高选择性和灵敏性，响应电流与SAM的浓度在0.5-12μmol/L范围内呈良好的线性关系，检测限为8.92×10^-7mol/L。该电极在制备时向碳糊电极中掺入了水溶性CdZnTe量子点，并以1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐作为胶粘剂，将碳纳米管与石墨粉混合制成的碳糊电极的导电性提高了1-2倍，且无需电极的表面修饰，电化学窗口宽。然而该电极只适用于体外SAM的检测，无法实现胞内SAM浓度的检测。

随着DNA合成成本的降低、基因克隆方法的发展以及各种基因组改造方法的出现，使得通过构建基因组文库来调控目标代谢物合成或者更好地理解代谢途径成为一种极为有效的策略。因此需要一种高通量的筛选方法，能从大量的带有不同性状的突变个体中筛选出具有特定性状的个体细胞。近年来，基因编码生物传感器的出现和发展使得高通量监测活胞内代谢物浓度成为可能。将报告基因(如绿色荧光蛋白或者抗性基因)与生物传感器关联，就可以利用流式细胞仪分选或者检测细胞生物量来实现不同菌株的高通量筛选。因此，构建一种高通量检测S-腺苷甲硫氨酸的生物传感器具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测S-腺苷甲硫氨酸的生物传感器，该生物传感器可以响应活胞内S-腺苷甲硫氨酸浓度，通过荧光强度强弱的输出来实现高通量检测。

同时，本发明还提供一种用于检测S-腺苷甲硫氨酸的生物传感器的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于检测S-腺苷甲硫氨酸的生物传感器，所述生物传感器为含有转录因子模块和重组启动子模块的质粒，所述转录因子模块中含有人工转录因子，人工转录因子的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；所述重组启动子模块中含有metBoxn序列，metBoxn序列的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。