[发明专利]光控无细胞蛋白质合成方法、该方法使用的质粒以及使用该方法的产品

权利要求书

1.一种质粒，其包括：

编码光敏蛋白的基因；

能够对所述光敏蛋白作出响应的启动子；

与所述启动子连接的作为外源蛋白质转录模板的外源基因或与所述启动子相连的包括作为外源蛋白质转录模板的外源基因的反转电路；

其中，所述编码光敏蛋白的基因为编码YF1/FixJ蛋白的基因，所述启动子是FixK2启动子；而所述反转电路含有编码cI蛋白的基因和pR启动子；

其中，

所述外源基因编码荧光蛋白、疫苗蛋白、抗体蛋白、生物催化酶、膜蛋白、多肽、细胞因子蛋白、激素蛋白或补体蛋白中的任意一种或两种以上；当所述外源基因编码荧光蛋白时，所述荧光蛋白为红色荧光蛋白。

2.根据权利要求1所述的质粒在无细胞蛋白质合成系统中用于合成外源蛋白的用途。

3.一种教学用试剂盒，其包括：

如权利要求1所述的质粒，其中的外源基因编码荧光蛋白；

原核细胞或真核细胞的无细胞提取物；以及光敏蛋白。

4.一种脂质体药物递送系统，其包括

如权利要求1所述的质粒，其中的外源基因编码药物蛋白；

原核细胞或真核细胞的无细胞提取物；以及光敏蛋白。

5.一种光控无细胞合成蛋白质的方法，该方法包括下述步骤：

-由含有光敏蛋白的细胞培养物制得细胞提取物；

-使所述细胞提取物与下述质粒混合以形成无细胞反应体系，该质粒包括编码光敏蛋白的基因、能够对该光敏蛋白作出响应的启动子以及与所述启动子连接的作为外源蛋白质转录模板的外源基因或与所述启动子相连的包括作为外源蛋白质转录模板的外源基因的反转电路；所述启动子是FixK2启动子；而所述反转电路含有编码cI蛋白的基因和pR启动子；

-向所述无细胞反应体系中添加能量源物质和氨基酸混合液，无机盐，转录翻译辅助物质；

-在黑暗或者蓝光照射下在反应体系中表达所述外源蛋白；

其中所述编码光敏蛋白的基因为编码YF1/FixJ蛋白的基因，在将所述细胞提取物与所述质粒混合的步骤中控制YF1与FixJ的重量比在0.05至0.5范围。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述细胞提取物是来自于大肠杆菌的、古细菌的、麦芽细胞的、酵母细胞的、兔网织红细胞的、烟叶细胞的、昆虫细胞的或中国仓鼠卵巢细胞的细胞提取物。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述能量源物质选自蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、葡萄糖-6-磷酸、果糖-1,6-二磷酸、磷酸甘油酸、磷酸肌酸、腺苷三磷酸、乙酰磷酸、谷氨酸盐、多磷酸盐和磷酸烯醇式丙酮酸中的一种或两种以上。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述氨基酸混合液选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸中的一种或两种以上。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述细胞提取物的制备方法是发酵液离心法，具体步骤为：

-对细胞进行培养，得到细胞培养物；

-对所述培养物进行破碎，破碎压力为15000-20000 psi；

-在4℃的温度、10000g以上的条件下进行离心获得上清液。

10.根据权利要求5所述的方法，其中当所述质粒所包含的外源基因是与所述启动子连接的作为外源蛋白质转录模板的外源基因时，控制无细胞系统中YF1与FixJ的重量比在0.2~0.3。

11.根据权利要求5所述的方法，其中当所述质粒所包含的外源基因对应物是与所述启动子相连的包括作为外源蛋白质转录模板的外源基因的反转电路时，控制无细胞系统中YF1与FixJ的重量比在0.05~0.5。