[发明专利]一种湛蓝色荧光蛋白及其构建方法和在蛋白质防晒剂制备中的应用

说明书

本发明属于蛋白质构建领域，具体涉及一种湛蓝色荧光蛋白及其构建方法以及它们在蛋白质防晒剂制备中的应用，进一步涉及一种包含该湛蓝色荧光蛋白的防晒剂。一种湛蓝色荧光蛋白，其为以下（a）或（b）的蛋白质：（a）由SEQ ID：NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）在（a）的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有湛蓝色荧光蛋白活性的由（a）衍生的蛋白质。湛蓝色荧光蛋白具有pH不敏感性、光稳定性等特性，发色团能够吸收长波长紫外线（UVA）并释放大于400 nm的荧光，同时芳香族氨基酸含量较高（9.2%），能够吸收中波长紫外线（UVB）并释放UVA，UVA可通过能量共振转移进一步被发色团吸收，因此UFP具有开发成为蛋白类防晒剂的可能。

技术领域

本发明属于蛋白质构建领域，具体涉及一种湛蓝色荧光蛋白及其构建方法以及它们在蛋白质防晒剂制备中的应用，进一步涉及一种包含该湛蓝色荧光蛋白的防晒剂。

背景技术

上世纪六十年代初，Shimomura首次从水母中分离出绿色荧光蛋白(greenfluorescent protein，GFP)，此蛋白在高温下稳定(Tm＝78℃)^[1]。荧光蛋白(fluorescentprotein，FP)是一类能被特定波长的紫外线激发产生荧光的蛋白，第65、66、67位氨基酸形成发色团^[2]。发色团的光学性质由一个与α-螺旋共价结合并埋藏在β-桶状结构内的三肽(残基65-67)的自催化形成^[3]。66位的芳香族氨基酸和咪唑啉酮基团的形成与发色团的缀合及其表现的广谱性质密切相关，将66位氨基酸突变成酪氨酸，苯丙氨酸，色氨酸或组氨酸等芳香族氨基酸会强烈影响光谱^[4]。通过GFP-Phe66突变获得了一个蓝色的荧光分子(marine fluorescent protein，UFP，激发峰为355nm、发射峰为424nm)，但它的量子产率较低^[5]。进一步突变GFP-Phe66的T65Q、Y145G、H148S、T203V位点后，得到湛蓝色荧光蛋白Sirius，亮度比GFP-Phe66提高25倍^[5]，目前该蛋白主要应用在细胞成像^[6]、荧光探针^[7]等方面。

鉴于紫外线对皮肤的损伤作用^[8]，以及人们对紫外线防护意识的逐渐增强，人们需求更加安全、高效的防晒剂，新型防晒剂的研发也成为许多科研工作者的重要研究方向。目前,市场上防晒产品中的防晒剂主要为化学吸收剂和物理屏蔽剂，一些化学吸收剂在长时间光照下,会发生分解反应，产生对人体有害的自由基或中间产物^[9,10]，或由于分子量过小渗透进入皮肤^[11,12]。物理屏蔽剂主要为TiO₂和ZnO，随着纳米防晒剂的发展，该类防晒剂常常制备成直径小于100nm的不溶性颗粒，但许多研究报道，由于这些颗粒过小，易渗透皮肤进入血液对人体造成伤害^[13,14]。生物工程类防晒剂(如表皮生长因子、超氧化物歧化酶等)是利用生物工程技术研制出的防晒产品，其防晒效果主要是通过调节皮肤免疫功能,增加细胞活性,抵御及修复辐射损伤,进而加强化学防晒剂的防晒效果,发挥辅助协同的作用，而以蛋白质作为主要防晒剂未见相关报道^[8]。