一种SOD和CAT双酶活融合蛋白及构建方法和应用

本发明属于混合酶，具体涉及一种sod和cat双酶活融合蛋白及构建方法和应用。

背景技术：

1、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，sod)是一种携带金属离子的抗氧化酶，具有催化有害的超氧阴离子自由基转化为分子氧和过氧化氢，从而保护细胞免受氧化损伤、防止氧化应激、维护细胞内氧化还原平衡及调节信号传导等重要作用。根据sod金属离子的不同主要分为铜锌sod(cu/zn-sod)、锰sod(mn-sod)和铁sod(fe-sod)。cu/zn-sod主要以同源二聚体形式分布于植物细胞质和叶绿体、动物细胞核、溶酶体、过氧化物酶体、细胞质及细胞外基质，以及原核生物的周质空间等区域。fe-sod则多以同源二聚体或四聚体形式存在，主要分布于部分植物叶绿体和原核生物胞质。mn-sod通常以同源二聚体或四聚体形式存在于真核生物的线粒体及原核生物的周质空间中。

2、过氧化氢酶(catalase，cat)是广泛存在于生物体中的一种重要的抗氧化酶，可将过氧化氢转化为水和氧气。cat可以维持细胞内的氧化还原平衡、防御ros引起的氧化应激损伤。根据蛋白质催化中心结构的不同，cat可分为两类：(1)具有铁卟啉结构的cat，通常被称为铁过氧化氢酶(fecat)，现已发现的cat中超过85％属于此类；(2)以锰离子代替铁离子的卟啉结构cat，称为锰过氧化氢酶(mncat)。

3、由于sod和cat都是人体内重要的抗氧化酶，并且cat可以将sod清除有害自由基过程中产生的低毒性的过氧化氢转化为无害的水和氧气，因此sod和cat往往联合使用以期达到最佳抗氧化效果。有研究将sod和cat蛋白利用纳米载体进行共同包埋，从而增强sod和cat之间的级联反应，但是会相应的增加原料成本，同时二者联用的效果有限。

技术实现思路

1、本发明提供了一种sod和cat双酶活融合蛋白及构建方法和应用，所述融合蛋白稳定性高，且具有更高的抗氧化能力，为相关疾病的抗氧化治疗提供了一个潜在的稳定蛋白药物。

2、本发明提供了一种融合蛋白，包括利用连接肽连接的sod酶和cat酶。

3、本发明的一个具体实施方式中，所述连接肽包括ggggs或eaaak。

4、本发明的一个具体实施方式中，所述sod酶可以是fe-sod、cu/znsod和mn-sod；

5、所述cat酶为fecat，还可以是mncat。

6、本发明的一个具体实施方式中，所述融合蛋白的氨基酸序列如seq idno.1～seqid no.3所示。

7、本发明还提供了编码上述融合蛋白的核酸序列。

8、本发明还提供了包含上述核酸序列并表达上述融合蛋白的重组表达载体。

9、本发明的一个具体实施方式中，所述重组表达载体的基础骨架载体包括原核表达载体。

10、本发明还提供了一种表达上述融合蛋白的方法，包括以下步骤：将上述融合蛋白的编码基因连接到基础骨架载体上构建得到重组表达载体；

11、利用所述重组表达载体转化宿主细胞，得重组表达细胞；

12、培养所述重组表达细胞并诱导所述融合蛋白的表达，上清液中包含所述融合蛋白。

13、本发明还提供了利用上述方法表达得到的sod和cat双酶活融合蛋白。

14、本发明还提供了上述融合蛋白或上述sod和cat双酶活融合蛋白在制备预防和/或治疗与氧化相关疾病的药物中的应用。

15、本发明还提供了一种预防和/或治疗与氧化相关疾病的药物，有效成分包括上述融合蛋白或上述sod和cat双酶活融合蛋白，还包括药学上可接受的辅料。

16、有益效果：本发明提供了一种利用连接肽连接的sod酶和cat酶的融合蛋白，所述融合蛋白经表达后，具有较强的稳定性和耐受性，且所述融合蛋白具有较高的sod酶活和cat酶活。本发明实施例中，cat-g3-acsod11融合蛋白的sod酶对于高温和酸碱耐受性最强，80℃高温加热120min内sod仍然保持80％左右的酶活，同时在ph3～10时其sod酶活一直保持相对稳定，在ph9时达到最高；cat-g3-acsod11融合蛋白的cat酶也显示出一定的高温和酸碱耐受性。本发明所述融合蛋白为sod和cat的联合应用提供了新的选择，可以广泛应用于食品、美容和生物医药行业。

技术特征：

1.一种融合蛋白，其特征在于，包括利用连接肽连接的sod酶和cat酶。

2.根据权利要求1所述融合蛋白，其特征在于，所述连接肽包括ggggs或eaaak。

3.根据权利要求1所述融合蛋白，其特征在于，所述sod酶包括fe-sod、cu/znsod和mn-sod；所述cat酶包括fecat和mncat。

4.根据权利要求1～3任一项所述融合蛋白，其特征在于，所述融合蛋白的氨基酸序列如seq id no.1～seq id no.3所示。

5.编码权利要求1～4任一项所述融合蛋白的核酸序列。

6.包含权利要求5所述核酸序列并表达权利要求1～4任一项所述融合蛋白的重组表达载体。

7.一种表达权利要求1～4任一项所述融合蛋白的方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1～4任一项所述融合蛋白的编辑基因连接到基础骨架载体上构建得到重组表达载体；

8.利用权利要求7所述方法表达得到的sod和cat双酶活融合蛋白。

9.权利要求1～4任一项所述融合蛋白或权利要求8所述sod和cat双酶活融合蛋白在制备抗氧化试剂中的应用。

10.一种抗氧化试剂，其特征在于，有效成分包括权利要求1～4任一项所述融合蛋白或权利要求8所述sod和cat双酶活融合蛋白，还包括辅料。

技术总结
本发明提供了一种SOD和CAT双酶活融合蛋白及构建方法和应用，属于混合酶技术领域。本发明提供了一种利用连接肽连接的SOD酶和CAT酶的融合蛋白。本发明提供了表达所述融合蛋白的重组表达载体以及重组表达方法，同时验证了所述融合蛋白经表达后，具有较强的稳定性和酸碱耐受性，且所述融合蛋白具有较高的SOD酶活和CAT酶活。本发明所述融合蛋白为SOD和CAT的联合应用提供了新的选择，可以广泛应用于食品、美容和生物医药行业。

技术研发人员：聂作明,江卓,卢维纳,林奇,吕正兵
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：
技术公布日：2025/3/27