一种普雷沃氏菌的寡肽转运蛋白及其应用

本发明属于微生物代谢改造领域，具体涉及一种普雷沃氏菌的寡肽转运蛋白及其应用。

背景技术：

1、肠道微生物在肠道的空间分布、相对丰度和功能对宿主健康及生理和代谢稳态的维持至关重要。肠道微生物组成受宿主年龄、性别、基因型、生活环境、饮食和抗生素等影响。其中，饮食是影响肠道微生物的重要因素，其营养成分的类型、数量以及平衡状态都会影响肠道微生物的组成结构。在这些营养成分中，寡肽是广泛分布于宿主肠道中由食物源蛋白降解产生的小分子营养物质。研究表明，较多肠道微生物(如乳杆菌)可以代谢寡肽来提高其肠道定植力。

2、普雷沃氏菌prevotella copri dsm 18205(p.copri)为厌氧的革兰氏阴性菌，其一方面可以通过分解蛋白质和碳水化合物发挥益生性能，另一方面其也可作为条件致病菌，引起牙周和牙齿、肠道炎症、类风湿性关节炎、细菌性阴道炎等疾病。因此，研究p.copri的代谢特征对于解析上述相关疾病的发病机制具有重要意义。在本发明中，我们将p.copri接种至含有肠道代谢物的pbs缓冲液中进行厌氧处理后，利用非靶向代谢组分析策略对p.copri代谢不同肠道代谢物的能力进行分析。结果显示，p.copri具有较强的寡肽代谢能力。进一步，结合信息学分析和qrt-pcr验证的策略我们在p.copri中鉴定得到一个寡肽转运相关蛋白pc-opt。

3、大肠杆菌escherichia coli nissle 1917(ecn)是一种具有较高安全性的底盘益生菌，针对ecn进行代谢改造获得的工程化菌株已被成功应用于治疗一系列代谢类疾病和神经退行性疾病，部分研究成果已进入临床实验阶段。然而，由于ecn的肠道定植能力较弱，因此其不能在肠道中长久定植，这极大的限制了由ecn改造而来工程菌的疾病治疗效果。我们利用非靶向代谢组分析策略对ecn的代谢特征进行分析，结果显示ecn代谢寡肽的能力较弱，这表明寡肽代谢能力很可能是限制ecn肠道定植的重要因素。基于此，本专利中我们在ecn中对来源于p.copri的寡肽转运蛋白pc-opt进行了应用。具体的，我们在ecn中过表达了来源于p.copri的寡肽转运蛋白pc-opt，得到菌株ecn-pc-opt。体外对ecn-pc-opt的寡肽代谢能力进行分析，结果显示ecn-pc-opt代谢三肽的能力得到提升。将ecn-pc-opt进行小鼠灌胃后对粪便样本中ecn-pc-opt菌株进行定量分析，结果显示ecn-pc-opt的肠道定植力明显高于对照菌株，这表明强化表达寡肽转运蛋白pc-opt可明显提升ecn的肠道定植力。

4、本发明鉴定得到一个来源于p.copri的寡肽转运蛋白pc-opt，将其在ecn中进行强化表达后可以提升ecn的三肽转运能力和肠道定植力，这表明增强ecn对肠道营养物质的代谢能力是提升其肠道定植力的有效策略。

技术实现思路

1、解决的技术问题：本发明提供一种普雷沃氏菌的寡肽转运蛋白及其应用，申请人结合生物信息学分析策略，在普雷沃氏菌p.copri dsm 18205(p.copri)中鉴定得到一个寡肽转运蛋白，命名为pc-opt(prevcop_rs04210)，利用将该寡肽转运基因在ecn中进行强化表达，提升了ecn的寡肽转运能力及其肠道定植力。

2、技术方案：一种普雷沃氏菌属来源的寡肽转运蛋白，具有如seq id no.1所示的氨基酸序列。

3、一种核酸，编码上述的普雷沃氏菌属来源的寡肽转运蛋白，并且其核苷酸序列如seq id no.2所示。

4、一种质粒，含有上述的核酸。

5、一种重组大肠杆菌，被转化以包含上述的质粒。

6、所述普雷沃氏菌的寡肽转运蛋白在提升大肠杆菌寡肽转运能力及其肠道定植力中的应用。

7、一种药物组合物或食品添加剂，包含上述的重组大肠杆菌。

8、一种增强大肠杆菌的肠道定植力的方法，包括步骤：利用上述的重组大肠杆菌，通过其表达的寡肽转运蛋白来增强其在肠道中的定植能力。

9、有益效果：ecn是一种炎症性肠病治疗相关的益生菌，其作为优异的底盘微生物经代谢改造构建得到一系列疾病治疗相关工程菌。然而，由于ecn的肠道定植能力较弱，因此不能在肠道中长久定植，这极大的限制了由ecn改造而来工程菌的疾病治疗效果。本发明鉴定得到一个来源于p.copri的寡肽转运蛋白pc-opt，将其在ecn中进行强化表达后可以提升ecn的寡肽转运能力。进一步，将上述具有高寡肽转运能力的菌株灌胃至c57bl/6j小鼠后发现该菌株在小鼠肠道内的定植时间明显增加。以上结果表明，增强ecn的寡肽转运能力能促进其更好地利用肠道中寡肽，进而增加其肠道适应性和定植力。

技术特征：

1.一种普雷沃氏菌属来源的寡肽转运蛋白，其特征在于，具有如seq id no.1所示的氨基酸序列。

2.一种核酸，其特征在于，编码权利要求1中所述的普雷沃氏菌属来源的寡肽转运蛋白，并且其核苷酸序列如seq id no.2所示。

3.一种质粒，其特征在于，含有权利要求2中所述的核酸。

4.一种重组大肠杆菌，其特征在于，被转化以包含权利要求3中所述的质粒。

5.权利要求1所述普雷沃氏菌的寡肽转运蛋白在提升大肠杆菌寡肽转运能力及其肠道定植力中的应用。

6.一种药物组合物或食品添加剂，包含权利要求4中所述的重组大肠杆菌。

7.一种增强大肠杆菌的肠道定植力的方法，其特征在于，包括步骤：利用权利要求4中所述的重组大肠杆菌，通过其表达的寡肽转运蛋白来增强其在肠道中的定植能力。

技术总结一种普雷沃氏菌的寡肽转运蛋白及其应用，具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。本发明鉴定得到一个来源于P.copri的寡肽转运蛋白Pc‑OPT，将其在EcN中进行强化表达后可以提升EcN的寡肽转运能力。进一步，将上述具有高寡肽转运能力的菌株灌胃至C57BL/6J小鼠后发现该菌株在小鼠肠道内的定植时间明显增加。以上结果表明，增强EcN的寡肽转运能力能促进其更好地利用肠道中寡肽，进而增加其肠道适应性和定植力。技术研发人员：杨云鹏,孙强,于佩君,孙茹雪,黄宇飞受保护的技术使用者：扬州大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18