[go: up one dir, main page]

CN117143895A - 一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用 - Google Patents

一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN117143895A
CN117143895A CN202311109979.1A CN202311109979A CN117143895A CN 117143895 A CN117143895 A CN 117143895A CN 202311109979 A CN202311109979 A CN 202311109979A CN 117143895 A CN117143895 A CN 117143895A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cell
synthesis system
free synthesis
concentration
magnesium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202311109979.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117143895B (zh
Inventor
张志乾
刘丽花
江翱
吴奕瑞
吴嵩
许波
陈西朋
何茜
何景涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tichuang Biotechnology Guangzhou Co ltd
Original Assignee
Tichuang Biotechnology Guangzhou Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tichuang Biotechnology Guangzhou Co ltd filed Critical Tichuang Biotechnology Guangzhou Co ltd
Priority to CN202311109979.1A priority Critical patent/CN117143895B/zh
Publication of CN117143895A publication Critical patent/CN117143895A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117143895B publication Critical patent/CN117143895B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/74Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
    • C12N15/75Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora for Bacillus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/80Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi
    • C12N15/81Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi for yeasts
    • C12N15/815Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi for yeasts for yeasts other than Saccharomyces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/07Bacillus
    • C12R2001/125Bacillus subtilis ; Hay bacillus; Grass bacillus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/185Escherichia
    • C12R2001/19Escherichia coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645Fungi ; Processes using fungi
    • C12R2001/84Pichia

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用,涉及生物技术领域。该无细胞合成体系包括:细胞提取物、核糖核苷酸混合物、氨基酸混合物、缓冲剂、盐离子、能量物质、RNA聚合酶、模板;所述模板可用于编码所述抗菌肽;所述盐离子包括镁离子。具有合成效率高、安全性高、成本低等优势,且合成的抗菌肽稳定性好、活性高。

Description

一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域,尤其是涉及一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用。
背景技术
抗菌肽是一种具有杀菌和抗病毒特性的蛋白质分子,在制作抗菌剂、药物和保健品等方面具有广泛的应用前景。
抗菌肽的合成主要依赖于化学合成法和天然产物法提取。化学合成法适合于合成较小的抗菌肽,但仍存在有毒中间副产物、合成效率低、抗菌肽的活性差、合成成本高等问题。相关技术中多通过天然产物提取法来生产抗菌肽(如乳酸链球菌的乳酸链球菌素Nisin等),这种方法具有产量高、纯化成本低等优势,但是生产得到的抗菌肽往往存在抗菌活性弱、抗菌活性单一等问题。并且,长链抗菌肽具有广谱性好、抑菌效率高的优势,但是难以用传统的化学和生物技术进行大量制备,限制了其工业化应用。
因此,需要提供一种合成效率高、安全性高、成本低的抗菌肽生产方法,且生产的抗菌肽稳定性好、活性高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种抗菌肽的无细胞合成体系,合成效率高、安全性高、成本低,且合成的抗菌肽稳定性好、活性高。
本发明还提供一种试剂盒。
本发明还提供一种抗菌肽的生产方法。
本发明还提供上述无细胞合成体系或试剂盒在生产抗菌肽中的应用。
根据本发明的第一方面实施例的一种抗菌肽的无细胞合成体系,包括:细胞提取物、核糖核苷酸混合物、氨基酸混合物、缓冲剂、盐离子、能量物质、RNA聚合酶、模板;
所述模板用于编码所述抗菌肽;
所述盐离子包括镁离子。
根据本发明实施例的无细胞合成体系,至少具有如下有益效果:
实施例的无细胞合成体系合成效率高、安全性高、成本低。相比于化学合成法或天然产物提取法,该无细胞合成体系合成的抗菌肽的抗菌性能够提高30%~60%,稳定性能够提高80%~160%。该无细胞合成体系在抗菌肽(尤其是长链抗菌肽)的生产上具有很好的应用前景。
根据本发明的一些实施例,所述细胞提取物包括大肠杆菌提取物、枯草芽孢杆菌、酵母提取物中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述细胞提取物的浓度为30w/v%~70w/v%。进一步可以为40w/v%~60w/v%。例如:可以为40w/v%、42w/v%、44w/v%、46w/v%、48w/v%、50w/v%、52w/v%、54w/v%、56w/v%、58w/v%或60w/v%。
根据本发明的一些实施例,所述核糖核苷酸混合物为合成RNA的底物。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述核糖核苷酸混合物的浓度为1mM~3mM。例如:可以为1mM、1.3mM、1.5mM、1.7mM、2mM、2.2mM、2.5mM、2.7mM或3mM。
根据本发明的一些实施例,所述氨基酸混合物为合成所述抗菌肽的底物。所述氨基酸混合物包括天然氨基酸和非天然氨基酸中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述天然氨基酸包括丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、甘氨酸和脯氨酸中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述氨基酸混合物中各氨基酸的浓度为0.05mM~0.3mM。进一步可以为0.05mM~0.2mM。例如:可以为0.05mM、0.07mM、0.1mM、0.12mM、0.14mM、0.16mM、0.18mM或0.2mM。
根据本发明的一些实施例,所述缓冲剂包括4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)、三羟甲基氨基甲烷(Tris)、磷酸盐(PBS)中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系的pH为7.0~8.5。例如:可以为7.0、7.2、7.5、7.8、8.0、8.2或8.5。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述缓冲剂的浓度为10mM~50mM。进一步可以为10mM~30mM。例如:可以为10mM、12mM、14mM、16mM、18mM、20mM、22mM、24mM、26mM、28mM或30mM。
根据本发明的一些实施例,所述镁离子的来源包括醋酸镁、氯化镁、磷酸镁、硫酸镁、柠檬酸镁、硝酸镁、草酸镁中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述镁离子的浓度为1mM~10mM。进一步可以为1mM~5mM。例如:可以为1mM、1.5mM、2mM、2.5mM、3mM、3.5mM、4mM、4.5mM或5mM。
根据本发明的一些实施例,所述盐离子还包括钾离子、铵离子、钠离子中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述钾离子的来源包括氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、醋酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾和柠檬酸钾中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述钾离子的浓度为0mM~300mM。进一步可以为50mM~200mM。更进一步可以为50mM~150mM。例如:可以为50mM、60mM、70mM、80mM、90mM、100mM、110mM、120mM、130mM、140mM或150mM。
根据本发明的一些实施例,所述铵离子的来源包括氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵和醋酸铵中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述铵离子的浓度为0mM~50mM。进一步可以为10mM~30mM。例如:可以为10mM、13mM、15mM、17mM、20mM、22mM、25mM、27mM或30mM。
根据本发明的一些实施例,所述钠离子的来源包括氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、亚硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和柠檬酸钠中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述钠离子的浓度为0mM~300mM。进一步可以为10mM~100mM。更进一步可以为30mM~70mM。例如:可以为30mM、35mM、40mM、45mM、50mM、55mM、60mM、65mM或70mM。
根据本发明的一些实施例,所述能量物质包括糖类物质。所述糖类物质包括葡萄糖、果糖、甘油、麦芽糊精、乳糖中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述能量物质的浓度为20mM~200mM。进一步可以为20mM~100mM。更进一步可以为30mM~70mM。例如:可以为30mM、35mM、40mM、45mM、50mM、55mM、60mM、65mM或70mM。
根据本发明的一些实施例,所述RNA聚合酶包括T7 RNA聚合酶。所述RNA聚合酶能够与所述模板反应,转录得到对应的mRNA。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述RNA聚合酶的浓度为10mg/L~100mg/L。进一步可以为10mg/L~50mg/L。例如:可以为10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L或50mg/L。
根据本发明的一些实施例,所述模板为能够编码所述抗菌肽的DNA分子。所述模板还包括启动子、终止子、增强子中的至少一种。例如:所述模板可以由T7启动子介导表达。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述模板的浓度为0.1μg/mL~10μg/mL。例如:可以为0.1μg/mL、1μg/mL、2μg/mL、3μg/mL、4μg/mL、5μg/mL、6μg/mL、7μg/mL、8μg/mL、9μg/mL或10μg/mL。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系还可以包括拥挤剂。
根据本发明的一些实施例,所述拥挤剂包括聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇、葡聚糖中的至少一种。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述拥挤剂的浓度为0w/v%~5w/v%。进一步可以为1w/v%~3w/v%。例如:可以为1w/v%、1.2w/v%、1.4w/v%、1.6w/v%、1.8w/v%、2w/v%、2.2w/v%、2.4w/v%、2.6w/v%、2.8w/v%或3w/v%。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系还可以包括(1)~(3)中的至少一种;
(1)乙酸乙酯;
(2)酰基化酶;
(3)编码酰基化酶的DNA分子。
通过酰基化酶使抗菌肽酰基化,能够有效提高抗菌肽的稳定性和抗菌性。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述乙酸乙酯的浓度为0v/v%~0.1v/v%。进一步可以为0.01v/v%~0.1v/v%。例如:可以为0.01v/v%、0.02v/v%、0.03v/v%、0.04v/v%、0.05v/v%、0.06v/v%、0.07v/v%、0.08v/v%、0.09v/v%或0.1v/v%。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述酰基化酶的浓度为10mg/L~100mg/L。例如:可以为10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L、70mg/L、80mg/L、90mg/L、100mg/L。
根据本发明的一些实施例,所述无细胞合成体系中,所述编码酰基化酶的DNA分子的浓度为0.1-1mg/L。例如:可以为0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.4mg/mL、0.5mg/mL、0.6mg/mL、0.7mg/mL、0.8mg/mL、0.9mg/mL或1mg/mL。
根据本发明的一些实施例,所述酰基化酶可以是耻垢分枝杆菌的酰基转移酶(MsAcT)。编码所述酰基化酶的DNA分子还包括启动子、终止子、增强子中的至少一种。例如:其可以由T7启动子介导表达。
根据本发明的第二方面实施例的一种抗菌肽生产试剂盒,包括上述无细胞合成体系。由于抗菌肽生产试剂盒采用了上述实施例的无细胞合成体系的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
根据本发明的第三方面实施例的一种抗菌肽的生产方法,包括以下步骤:
将上述无细胞合成体系孵育反应,即得所述抗菌肽。
根据本发明的一些实施例,所述孵育反应的温度为30℃~40℃。例如:可以为30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃。
根据本发明的一些实施例,所述孵育反应的时间为4h~24h。
根据本发明的一些实施例,所述生产方法还可以包括分离和/或检测所述抗菌肽。
根据本发明的一些实施例,所述分离包括但不限于通过离子交换层析和/或葡聚糖凝胶分子层析进行分离。
根据本发明的一些实施例,所述检测包括但不限于通过SDS-PAGE电泳进行检测。
根据本发明的第四方面实施例的上述无细胞合成体系或抗菌肽生产试剂盒在生产抗菌肽中的应用。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明实施例1的无细胞合成体系合成的抗菌肽的表达情况;
图2是本发明实施例2的无细胞合成体系合成的抗菌肽的表达情况;
图3是本发明实施例1和2的抗菌肽在不同处理下的抗菌作用;其中,*代表有显著性差异(p<0.05),***代表有极其显著性差异(p<0.001)。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。
实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明中的词语“优选地”等是指,在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而,在相同的情况下或其他情况下,其他实施方案也可能是优选的。此外,对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用,也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
当本文中公开一个数值范围时,上述范围视为连续,且包括该范围的最小值及最大值,以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地,当范围是指整数时,包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外,当提供多个范围描述特征或特性时,可以合并该范围。换言之,除非另有指明,否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本发明的实施例中,所用酵母提取物的来源为毕赤酵母Pichia pastoris YeastStrain GS115或者SMD1168(Thermo Fisher,C18100)。制备方法为:将毕赤酵母(起始OD600值为0.05~0.5)按照1/1000(v/v)接种于YPD培养基中,于28℃震荡培养至OD600值为5~6,离心,洗涤,用PBS重悬菌体后高压破碎,离心,取上清,冻干,即得酵母提取物。
本发明的实施例中,抗菌肽DNA含有T7启动子,该抗菌肽的氨基酸序列如SEQ IDNO.1所示,抗菌肽DNA的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示;
MSGRGKGGKGLGKGGAKRHRKVLRDNIQGITKPAIRRLARRGGVKRISGLIYEETRGVLKIFLENVIRDAVTYTEHARRKTVTAMDVVYALKRQGRTLYGFGG(SEQ ID NO.1);
TAATACGACTCACTATAGGGAGACCACAACGGTTTCCCTCTAGAAATAATTTTGTTTAACTTTAAGAAGGAGATATACATATGTCAGGTAGGGGGAAGGGCGGAAAAGGATTAGGTAAAGGTGGCGCGAAACGTCATCGTAAGG TGCTGCGTGACAATATTCAAGGTATTACCAAACCGGCGATTCGTCGTTTGGCGCGTCGCGGTGGCGTAAAACGCAT CAGCGGTCTGATCTACGAGGAAACCCGTGGCGTCTTGAAGATCTTCCTGGAAAACGTGATCCGCGACGCTGTGACG TACACTGAGCACGCCCGTAGAAAGACCGTTACCGCAATGGATGTTGTTTATGCGCTGAAGCGCCAGGGCCGTACCC TGTATGGTTTTGGTGGCTAAGTCGACCGGCTGCTAACAAAGCCCGAAAGGAAGCTGAGTTGGCTGCTGCCACCGCTGAGCAATAACTAGCATAACCCCTTGGGGCCTCTAAACGGGTCTTGAGGGGTTTTTTGC(SEQ ID NO.2);其中,下划线标记部分为抗菌肽的CDS编码区。
实施例1
本实施例提供一种抗菌肽的无细胞合成体系,配方如表1所示。
表1
其中,氨基酸混合物由丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、甘氨酸和脯氨酸组成,各氨基酸的浓度均为0.1mM。
一种抗菌肽的合成方法,步骤如下:
将如表1所示的无细胞合成体系在37℃条件下反应过夜后,使用离子交换层析和葡聚糖凝胶分子层析进行纯化,获得抗菌肽。
将在37℃条件下反应过夜后得到的产物作为加DNA组;将加DNA组的产物纯化后得到的样品作为纯化组;不添加抗菌肽DNA进行多肽合成,将在37℃条件下反应过夜后得到的产物作为不加DNA组。将各样品跑SDS-PAGE电泳,以检测抗菌肽的表达情况。
检测结果如图1所示。
在实施例1的无细胞合成体系中,抗菌肽成功得到表达、纯化。
实施例2
本实施例提供一种抗菌肽的无细胞合成体系,配方如表2所示。
表2
其中,氨基酸混合物由丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、甘氨酸和脯氨酸组成,各氨基酸的浓度均为0.1mM;
酰基化修饰酶DNA含有T7启动子,该酰基化修饰酶的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示,酰基化修饰酶DNA的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示;
MAKRILCFGDSLTWGWVPVEDGAPTERFAPDVRWTGVLAQQLGADFEVIEEGLSARTTNIDDPTDPRLNGASYLPSCLATHLPLDLVIIMLGTNDTKAYFRRTPLDIALGMSVLVTQVLTSAGGVGTTYPAPKVLVVSPPPLAPMPHPWFQLIFEGGEQKTTELARVYSALASFMKVPFFDAGSVISTDGVDGIHFTEANNRDLGVALAEQVRSLL(SEQID NO.3);
taatacgactcactataggcctctagaaataattttgtttaactttaagaaggagatatacatATGGC TAAAAGGATACTATGTTTTGGAGATTCGTTGACCTGGGGTTGGGTTCCGGTTGAAGACGGCGCGCCAACCGAGCGT TTCGCACCAGATGTGCGCTGGACCGGTGTACTCGCGCAGCAGCTGGGTGCGGACTTCGAAGTTATCGAAGAAGGCC TGTCTGCGAGAACTACGAACATCGACGACCCGACCGATCCGCGTCTGAATGGTGCCAGCTACCTGCCGAGTTGCCT GGCGACCCATCTGCCTCTTGACCTCGTCATTATCATGCTGGGCACCAACGATACCAAGGCGTATTTCCGCCGTACC CCGCTGGACATCGCCCTGGGCATGTCCGTGTTGGTCACCCAAGTGTTGACGAGCGCTGGCGGTGTTGGCACGACGT ACCCGGCTCCGAAGGTGCTGGTCGTGAGCCCGCCTCCGCTGGCGCCGATGCCGCACCCGTGGTTTCAGCTGATTTT CGAGGGTGGTGAACAAAAAACCACTGAGCTGGCGCGTGTGTATAGCGCGTTGGCTTCTTTTATGAAAGTTCCGTTT TTCGATGCAGGGTCCGTTATCAGCACCGACGGTGTTGATGGTATTCACTTTACCGAGGCAAATAACCGCGATTTAG GCGTGGCCTTGGCTGAGCAAGTTCGTAGCCTGCTGTAAccaccgctgagcaataactagcataaccccttggggcctctaaacgggtcttgaggggttttttgctgaaa(SEQ ID NO.4);其中,下划线标记部分为酰基化修饰酶的CDS编码区。
一种抗菌肽的合成方法,步骤如下:
将如表2所示的无细胞合成体系在37℃条件下反应过夜后,使用离子交换层析和葡聚糖凝胶分子层析进行纯化,获得抗菌肽(酰基化抗菌肽)。
将在37℃条件下反应过夜后得到的产物作为加DNA组;将加DNA组的产物纯化后得到的样品作为纯化组;不添加抗菌肽DNA进行多肽合成,将在37℃条件下反应过夜后得到的产物作为不加DNA组。将各样品跑SDS-PAGE电泳,以检测抗菌肽的表达情况。
检测结果如图2所示。
在实施例2的无细胞合成体系中,抗菌肽成功得到表达、纯化。
检测例
采用本发明的无细胞合成体系合成的抗菌肽处理大肠杆菌,以测试其抗菌性能。为了验证抗菌肽的稳定性(测试其是否会被细菌裂解液降解),分为未处理组以及与细菌裂解液共处理过夜组进行测试。
(1)未处理组:
向1ml LB培养基中加入1μg实施例1纯化得到的抗菌肽(未酰基化抗菌肽)或实施例2纯化得到的抗菌肽(酰基化抗菌肽),并按照1/1000(v/v)接种大肠杆菌菌悬液(起始OD600值为0.05),于37℃培养过夜后,测量OD600值。
(2)与细菌裂解液共处理过夜组:
向10mL细菌裂解液中加入10μg实施例1纯化得到的抗菌肽(未酰基化抗菌肽)或实施例2纯化得到的抗菌肽(酰基化抗菌肽),37℃处理过夜,得到含抗菌肽的上清液。向10mlLB培养基中加入1mL含抗菌肽的上清液,并按照1/1000(v/v)接种大肠杆菌(起始OD600值为0.05),于37℃培养过夜,测量OD600值。
其中,细菌裂解液的制备方法为:10mL 10OD的大肠杆菌经高压破碎后,用0.22μm滤膜过滤除菌,得到细菌裂解液。
检测结果见图3。
实施例1和2的抗菌肽均具有较好的抑菌作用;且相对于实施例1的未酰基化抗菌肽,实施例2的酰基化抗菌肽的稳定性和活性都有明显的升高。
上面结合实施例对本发明实施例作了详细说明,但本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种抗菌肽的无细胞合成体系,其特征在于,包括:细胞提取物、核糖核苷酸混合物、氨基酸混合物、缓冲剂、盐离子、能量物质、RNA聚合酶、模板;
所述模板可用于编码所述抗菌肽;
所述盐离子包括镁离子。
2.根据权利要求1所述的无细胞合成体系,其特征在于,所述无细胞合成体系还可以包括(1)~(3)中的至少一种;
(1)乙酸乙酯;
(2)酰基化酶;
(3)编码酰基化酶的DNA分子。
3.根据权利要求2所述的无细胞合成体系,其特征在于,所述无细胞合成体系中,若有,所述乙酸乙酯的浓度为0v/v%~0.1v/v%;
以及任选地,若有,所述酰基化酶的浓度为10mg/L~100mg/L;
以及任选地,若有,所述编码酰基化酶的DNA分子的浓度为0.1~1mg/L。
4.根据权利要求1所述的无细胞合成体系,其特征在于,所述无细胞合成体系中,所述细胞提取物包括大肠杆菌提取物、枯草芽孢杆菌、酵母提取物中的至少一种;和/或
所述缓冲剂包括4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)、三羟甲基氨基甲烷(Tris)、磷酸盐(PBS)中的至少一种;和/或
所述镁离子的来源包括醋酸镁、氯化镁、磷酸镁、硫酸镁、柠檬酸镁、硝酸镁、草酸镁中的至少一种;和/或
所述能量物质包括糖类物质。
5.根据权利要求1所述的无细胞合成体系,其特征在于,所述无细胞合成体系中,所述细胞提取物的浓度为30w/v%~70w/v%;和/或
所述核糖核苷酸混合物的浓度为1mM~3mM;和/或
所述氨基酸混合物中各氨基酸的浓度为0.05mM~0.3mM;和/或
所述缓冲剂的浓度为10mM~50mM;和/或
所述镁离子的浓度为1mM~10mM;和/或
所述能量物质的浓度为20mM~200mM;和/或
所述RNA聚合酶的浓度为10mg/L~100mg/L;和/或
所述模板的浓度为0.1μg/mL~10μg/mL。
6.根据权利要求1所述的无细胞合成体系,其特征在于,所述盐离子还包括钾离子、铵离子、钠离子中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的无细胞合成体系,其特征在于,所述无细胞合成体系还可以包括拥挤剂;
优选地,所述拥挤剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇、葡聚糖中的至少一种;
优选地,所述无细胞合成体系中,所述拥挤剂的浓度为0w/v%~5w/v%。
8.一种抗菌肽生产试剂盒,其特征在于,包括权利要求1至7任一项所述的无细胞合成体系。
9.一种抗菌肽的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
将权利要求1至7任一项所述的无细胞合成体系孵育反应,即得所述抗菌肽。
10.权利要求1至7任一项所述的无细胞合成体系或权利要求8所述的抗菌肽生产试剂盒在生产抗菌肽中的应用。
CN202311109979.1A 2023-08-30 2023-08-30 一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用 Active CN117143895B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311109979.1A CN117143895B (zh) 2023-08-30 2023-08-30 一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311109979.1A CN117143895B (zh) 2023-08-30 2023-08-30 一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117143895A true CN117143895A (zh) 2023-12-01
CN117143895B CN117143895B (zh) 2025-09-05

Family

ID=88898201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311109979.1A Active CN117143895B (zh) 2023-08-30 2023-08-30 一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117143895B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102449129A (zh) * 2009-06-05 2012-05-09 亨斯迈先进材料(瑞士)有限公司 酶催化织物颜色修饰
CN105301092A (zh) * 2015-12-04 2016-02-03 云南省烟草农业科学研究院 一种蛋白在烟草耐旱性检测中的应用
WO2018198543A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 Spiber株式会社 無細胞タンパク質合成用反応混合物、これを用いた無細胞タンパク質合成方法、及び無細胞タンパク質合成用キット
CN111378708A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 康码(上海)生物科技有限公司 一种优化的体外无细胞蛋白合成体系及其应用
CN113493813A (zh) * 2020-04-08 2021-10-12 康码(上海)生物科技有限公司 含外源镁离子的体外无细胞蛋白合成体系与试剂盒及其应用
CN114317305A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 康码(上海)生物科技有限公司 一种可提高无细胞蛋白质表达水平的真核生物细胞及方法
CN115703998A (zh) * 2021-08-03 2023-02-17 上海科技大学 一种芽孢杆菌细胞提取物及其制备方法和用途
CN116445568A (zh) * 2022-10-18 2023-07-18 厦门大学 一种无细胞蛋白质合成系统及其应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102449129A (zh) * 2009-06-05 2012-05-09 亨斯迈先进材料(瑞士)有限公司 酶催化织物颜色修饰
CN105301092A (zh) * 2015-12-04 2016-02-03 云南省烟草农业科学研究院 一种蛋白在烟草耐旱性检测中的应用
WO2018198543A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 Spiber株式会社 無細胞タンパク質合成用反応混合物、これを用いた無細胞タンパク質合成方法、及び無細胞タンパク質合成用キット
CN111378708A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 康码(上海)生物科技有限公司 一种优化的体外无细胞蛋白合成体系及其应用
CN113493813A (zh) * 2020-04-08 2021-10-12 康码(上海)生物科技有限公司 含外源镁离子的体外无细胞蛋白合成体系与试剂盒及其应用
CN115703998A (zh) * 2021-08-03 2023-02-17 上海科技大学 一种芽孢杆菌细胞提取物及其制备方法和用途
CN114317305A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 康码(上海)生物科技有限公司 一种可提高无细胞蛋白质表达水平的真核生物细胞及方法
CN116445568A (zh) * 2022-10-18 2023-07-18 厦门大学 一种无细胞蛋白质合成系统及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘莹莹等: "无细胞合成生物学:革新生物医药产业的新策略", 《生物工程学报》, vol. 35, no. 12, 25 December 2019 (2019-12-25), pages 2269 - 2283 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117143895B (zh) 2025-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI112949B (fi) Proteiinien erottaminen
WO2018198543A1 (ja) 無細胞タンパク質合成用反応混合物、これを用いた無細胞タンパク質合成方法、及び無細胞タンパク質合成用キット
WO2018159647A1 (ja) 無細胞タンパク質合成用反応混合物、これを用いた無細胞タンパク質合成方法及び無細胞タンパク質合成用キット
CN117143895A (zh) 一种抗菌肽的无细胞合成体系、试剂盒及其应用
CN117402845A (zh) 一种亮氨酸脱氢酶突变体及其应用
CN105255934A (zh) 一种高效联产α-氨基丁酸及葡萄糖酸的策略
CN117186209A (zh) 一种胶原蛋白和/或弹性蛋白的无细胞表达系统、试剂盒及其应用
CN110218715A (zh) 碳酸酐酶XiCA及其编码基因和应用
WO2011086834A1 (ja) N-アセチル-d-ノイラミン酸の製造方法
CN105821090B (zh) 嗜热共生杆菌meso-二氨基庚二酸脱氢酶突变体应用
JP4489598B2 (ja) D−アミノアシラーゼ
JP2001270857A (ja) アミド化合物の精製方法
WO2000078926A1 (fr) Micro-organisme transforme et procede de production de d-aminoacylase
JPS62262994A (ja) D−アミノ酸オキシダ−ゼ遺伝子
JP2009525749A (ja) 組換えタンパク質の精製のためのアフィニティーポリペプチド
US20250270525A1 (en) Methods and compositions relating to a group ii intron reverse transcriptase
JP2005278468A (ja) 光学活性アミノ酸の製造方法
CN105734027A (zh) 一种黄嘌呤脱氢酶及其编码基因与应用
RU2846583C1 (ru) Рекомбинантная плазмидная ДНК pB2k_T5_SUMO_HRV_3C, обеспечивающая синтез химерного белка SUMO-HRV_3C в клетках E. coli и рекомбинантный штамм E. coli KRX/pB2k_T5_SUMO_HRV_3C, продуцирующий химерный белок SUMO-HRV_3C, используемый для получения рекомбинантного фермента пикорнаина 3С А28, применяемого для расщепления слитых белков и аффинных меток
CN102191227B (zh) 一种二氢吡啶二羧酸合成酶
CN119736371A (zh) 一种适用于聚合酶链式反应的还原剂及应用
JPWO2003085108A1 (ja) ヒダントイナーゼ遺伝子及びカルバミラーゼ遺伝子を有する組換えdna、並びにアミノ酸製造方法
WO2022138969A1 (ja) 変異型L-ピペコリン酸水酸化酵素及びそれを利用したcis-5-ヒドロキシ-L-ピペコリン酸の製造方法
WO2023248870A1 (ja) エンドリボヌクレアーゼ、タンパク質、ポリヌクレオチド、発現ベクター、形質転換体、複合体、rna分解物の製造方法、rnaの切断方法及び細胞制御方法
Khomenko et al. Protein composition of the cell envelope of the bacterium Shewanella frigidimarina Pi 2-35 (Gammaproteobacteria: Shewanellaceae)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant