[发明专利]优化植物中表达的重组鸢尾素基因及使用其生产重组鸢尾素蛋白的方法

说明书

本发明涉及针对植物中的表达进行优化并包含由SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的重组鸢尾素基因、生产鸢尾素蛋白的方法以及包含其的用于预防或治疗代谢疾病的组合物。

技术领域

本发明涉及一种包括SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的优化了植物中表达的重组鸢尾素基因，一种包括所述重组鸢尾素基因的用于制备鸢尾素蛋白以及用于预防或治疗代谢性疾病的方法。

本申请要求于2019年4月2日提交的韩国专利申请10-2019-0038211的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

肥胖症是一种由于热量摄入和消耗之间的不平衡而导致的代谢性疾病，因此是指脂肪组织因过度的热量摄入而异常增加症状。肥胖的原因包括遗传影响、西式饮食的环境影响、压力引起的心理影响等多种因素，但肥胖发生和发展的确切机制尚未明确。即使在韩国，随着脂肪摄入的迅速增加，肥胖的发生率也在不断上升。国家健康与营养调查(KNHANES)发现，韩国饮食中的脂肪摄入比例从1990年的9.6％到2007年的19.5％，增加了一倍多，而动物脂肪摄入的增加是造成这种脂肪摄入增加的主要原因。2010年，韩国肥胖成人人数达到约1200万人，每三个人里就有一人。尤其是，身体质量指数在30或以上的重度肥胖者有161万人，在过去十年中迅速翻了一番。

肥胖不仅有其自身的问题，而且在患者的肥胖状态持续时会引起各种疾病和并发症，如高血压、高胰岛素血症、高脂血症、脂肪肝、动脉粥样硬化、心血管疾病、阻塞性睡眠呼吸暂停、某些类型的癌症、关节炎等。因此，肥胖是非常危险的，因为它最终会缩短寿命。此外，由于肥胖和肥胖引起的并发症引起的社会经济成本是巨大的，因此全世界对肥胖的治疗非常感兴趣。然而，还没有有效的治疗剂来治疗由肥胖或脂肪过度堆积引起的代谢性疾病。

解偶联蛋白-1(UCP1)是一种负责产生热量的基因，用于在棕色脂肪组织中产生热量。存在于线粒体膜中的UCP1是一种物质，通过使用氢离子产生热量，其允许能量作为热量被消耗掉，同时防止氢离子被用于合成ATP。已知UCP1在动物的棕色脂肪细胞中表达并用于维持体温。通过UCP的热量产生自然会促进能量消耗。

据报道，从脂肪细胞分泌的脂联素显示出包括抗糖尿病作用的各种作用。也就是说，脂联素通过增加胰岛素对降低的血糖的敏感性来有效预防糖尿病。据报道，这种脂联素是一种蛋白质，其表达随着脂肪细胞的分化而增加。因此，一种在脂肪细胞分化过程中提高脂联素表达的物质可能在包括肥胖、糖尿病等的代谢疾病的预防和治疗中显示出有用的效果。

鸢尾素是一种由112个氨基酸组成的糖基化蛋白质激素，由FNDC5的蛋白水解裂解形成。肌肉运动促进了FNDC5的产生。在这种情况下，可以使用转录辅激活因子PGC1a将FNDC5转化为PGC1a。鸢尾素由肌肉分泌，循环至脂肪组织，调节能量代谢。众所周知，鸢尾素促进了将白色脂肪组织转化为棕色脂肪组织的过程。鸢尾素在肌肉组织中合成，存在于小脑和细胞间神经末梢的浦肯野细胞中。

同时，已经生产和开发了用于预防上述疾病的蛋白质，但由于诸如蛋白质折叠、糖基化等问题，所述蛋白质主要使用动物细胞而不是细菌细胞来生产。然而，使用动物细胞生产蛋白质的方法的缺点在于，制备蛋白质并不容易，并且疫苗非常昂贵，因为扩大设施以大规模生产蛋白质需要大量资金。此外，使用动物细胞制备的蛋白质的缺点在于，蛋白质不易储存，并且蛋白质极有可能被可能感染动物的病毒污染。然而，植物有望可能稳定地生产廉价的蛋白质，因为与动物细胞不同，植物不太可能被可能感染动物的病毒污染，可以在培养区域安全时随时大量生产，并且蛋白质可以在植物中长期储存。

发明内容

技术问题

本发明是为解决相关技术的问题而设计的，因此本发明的目的是提供一种能够利用植物有效生产并且对生理活性显示出高效的重组鸢尾素基因，一种使用所述重组鸢尾素基因来制备重组鸢尾素蛋白的方法，以及使用该蛋白预防或治疗代谢疾病的组合物。