本發(fā)明屬于基因工程，具體涉及一種通過添加甜菜堿調(diào)控prpb基因啟動子表達(dá)強(qiáng)度的方法。

背景技術(shù)：

1、啟動子是rna聚合酶特異識別和結(jié)合的dna序列，它是基因的一個組成部分，像“開關(guān)”一樣控制著基因轉(zhuǎn)錄的起始時間和轉(zhuǎn)錄表達(dá)的程度。啟動子是位于結(jié)構(gòu)基因5'端上游的一段dna序列，能夠指導(dǎo)全酶(holoenzyme)和模板正確結(jié)合，激活rna聚合酶，啟動基因轉(zhuǎn)錄，啟動子本身并不能直接控制基因表達(dá)，而是通過與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合進(jìn)而控制結(jié)構(gòu)基因表達(dá)。

2、目前常用的啟動子類型有組成型啟動子(能夠使基因在所有細(xì)胞中都能啟動表達(dá)的啟動子)和誘導(dǎo)型啟動子(在某些特定的物理信號、化學(xué)信號或小分子信號的刺激下，特定的誘導(dǎo)型啟動子才能啟動下游結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá))。組成型啟動子的調(diào)控不受外界條件的影響，所啟動基因的表達(dá)具有持續(xù)性，但不表現(xiàn)時間特異性，不可以人為調(diào)控，在實(shí)際應(yīng)用中不具備可操作性；而誘導(dǎo)型啟動子可以通過外界的特殊信號人為的調(diào)控結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。目前，常用的誘導(dǎo)信號包括iptg、乳糖等化學(xué)物質(zhì)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中面臨成本過高等問題。

3、甜菜堿(betaine，分子式為c5h12no2)具有提高細(xì)胞對胞外環(huán)境滲透壓的耐受能力、為目標(biāo)產(chǎn)物合成提供甲基供體以及保護(hù)生物體內(nèi)關(guān)鍵酶的活性等多種生理功能，被廣泛的應(yīng)用于微生物發(fā)酵生產(chǎn)過程中。cn106636023a公布了通過在表達(dá)體系或發(fā)酵體系中添加甜菜堿實(shí)現(xiàn)zwf基因啟動子表達(dá)強(qiáng)度增強(qiáng)0.2-0.98倍。除此之外，甜菜堿的誘導(dǎo)功能尚未被認(rèn)識開發(fā)利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明目的是提供一種調(diào)控prpb基因啟動子表達(dá)強(qiáng)度的方法，具體是通過在微生物表達(dá)體系中添加甜菜堿以實(shí)現(xiàn)調(diào)控prpb基因啟動子表達(dá)強(qiáng)度提高和/或降低的目的。

2、本發(fā)明技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種調(diào)控prpb基因啟動子表達(dá)強(qiáng)度的方法，所述方法是，在含有prpb基因啟動子的表達(dá)體系中添加甜菜堿，可以調(diào)控prpb基因啟動子的表達(dá)強(qiáng)度在微生物生長的對數(shù)期提高和/或穩(wěn)定期降低。

4、如上述第一方面本發(fā)明提供的方法，所述prpb基因啟動子的表達(dá)強(qiáng)度在微生物生長的對數(shù)期提高了160％-180％。

5、如上述第一方面本發(fā)明提供的方法，所述prpb基因啟動子的表達(dá)強(qiáng)度在微生物生長的穩(wěn)定期降低了70％-80％。

6、第二方面，本發(fā)明提供了一種調(diào)控目的基因表達(dá)水平的方法，所述方法是，在含有目的基因及其上游的prpb基因啟動子的表達(dá)體系中添加甜菜堿，可以調(diào)控所述目的基因的表達(dá)水平在微生物生長的對數(shù)期提高和/或穩(wěn)定期降低。

7、本發(fā)明的有益效果如下：

8、本發(fā)明中在微生物發(fā)酵體系中添加的甜菜堿區(qū)別于作為常見的甲基供體，而是作為一種新型誘導(dǎo)劑，調(diào)控表達(dá)體系中prpb基因啟動子的表達(dá)強(qiáng)度在對數(shù)期顯著提高和/或穩(wěn)定期顯著降低；進(jìn)而利用該方法可以實(shí)現(xiàn)對表達(dá)體系中目的基因表達(dá)水平的精準(zhǔn)調(diào)控。實(shí)現(xiàn)這種精準(zhǔn)調(diào)控具有以下多方面好處或作用：

9、快速響應(yīng)：啟動子表達(dá)強(qiáng)度的快速提高使細(xì)胞能夠迅速對外部刺激或內(nèi)部需求作出反應(yīng)，啟動相關(guān)基因的表達(dá)。

10、精確調(diào)控：隨后表達(dá)強(qiáng)度的降低有助于避免資源的過度消耗和不必要的基因表達(dá)，實(shí)現(xiàn)精確的基因表達(dá)調(diào)控。

11、適應(yīng)環(huán)境變化：這種調(diào)控模式使細(xì)胞能夠更好地適應(yīng)不斷變化的環(huán)境條件，維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。

12、避免負(fù)面效應(yīng)：某些基因的高表達(dá)可能產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)，通過精準(zhǔn)調(diào)控適時降低表達(dá)強(qiáng)度可以避免這些效應(yīng)的發(fā)生。

技術(shù)特征：

1.一種調(diào)控prpb基因啟動子表達(dá)強(qiáng)度的方法，其特征在于，所述方法是在含有prpb基因啟動子的表達(dá)體系中添加甜菜堿，可以調(diào)控prpb基因啟動子的表達(dá)強(qiáng)度在微生物生長的對數(shù)期提高和/或穩(wěn)定期降低。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述prpb基因啟動子的表達(dá)強(qiáng)度在微生物生長的對數(shù)期提高了160％-180％。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述prpb基因啟動子的表達(dá)強(qiáng)度在微生物生長的穩(wěn)定期降低了70％-80％。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述表達(dá)體系是大腸桿菌表達(dá)體系。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述prpb基因啟動子的表達(dá)強(qiáng)度在發(fā)酵8-12h時提高了160％-180％，在發(fā)酵16-20h時降低了70％-80％。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述甜菜堿的添加量是在發(fā)酵體系中工作濃度1g/l。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述prpb基因啟動子的核苷酸序列如seq?idno.1所示。

8.一種調(diào)控目的基因表達(dá)水平的方法，所述方法是，在含有目的基因及其上游的prpb基因啟動子的表達(dá)體系中添加甜菜堿，可以調(diào)控所述目的基因的表達(dá)水平在微生物生長的對數(shù)期提高和/或穩(wěn)定期降低。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種調(diào)控prpB基因啟動子表達(dá)強(qiáng)度的方法，具體是在含有prpB基因啟動子的表達(dá)體系中添加甜菜堿，可以調(diào)控prpB基因啟動子的表達(dá)強(qiáng)度在微生物生長的對數(shù)期提高和/或穩(wěn)定期降低。利用該方法還可以實(shí)現(xiàn)對表達(dá)體系中目的基因表達(dá)水平的精準(zhǔn)調(diào)控。

技術(shù)研發(fā)人員：謝希賢,杜婧嫣,李然,白佳昌,王朝,馬倩,吳鶴云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19