本发明涉及抑制cas7-11酶活的蛋白及其应用,主要涉及一种来自于 desulfonema ishimotonii( di)菌属的iii-e型crispr-cas7-11蛋白活性抑制剂ph1,属于基因编辑领域。
背景技术:
1、cas7-11作为一种rna导向的rna内切酶,属于crispr系统中的rna干扰效应器之一。它通过与特定的crrna形成复合物,靶向rna并引导cas7-11切割靶rna。cas7-11被广泛应用于基因调控和基因表达调控研究。然而,在某些应用中,对cas7-11活性的抑制需求日益迫切,以实现更精确的基因调控和基因编辑。目前tpr-chat蛋白的发现为抑制crispr-cas7-11系统的活性提供了新工具,并为基因编辑和调控技术的精确性和灵活性提供了新的可能性。然而,将tpr-chat蛋白有效地递送到目标细胞或组织中可能具有挑战性。tpr-chat蛋白需要穿越细胞膜,并在细胞内达到足够的浓度,以有效地抑制crispr-cas7-11系统。因此,需要进一步研究和开发cas7-11抑制剂,以提供更为精确和高效的cas7-11调控工具。这将在基因治疗、疾病诊断和治疗等领域中发挥重要作用。
2、crispr-cas7-11系统在进行体内递送时,是将crispr蛋白包裹在一个aav载体中递送到靶标位点进行治疗或者其他目的,但是aav载体容量有限,只能容纳1000 aa,目前的crispr蛋白大小700-1600 aa不等,加上载体内还有其他物质的参与,crispr-cas7-11系统在实际的基因治疗中还不能得到广泛有效的应用。因此,亟需对tpr-chat蛋白进行改造,使其能有效调控cas7-11蛋白。
技术实现思路
1、为了解决这一问题,本发明在来源于于 desulfonema ishimotonii菌属的tpr-chat蛋白结构基础上进行工程化改造,即通过功能实验和比对分析,工程化改造了ph1基因序列,并经过蛋白表达和纯化,获得了具有抑制cas7-11活性的ph1蛋白。
2、本发明的第一个目的是提供一种抑制cas7-11活性的多肽,所述多肽含有61个氨基酸残基。
3、在一种实施方式中,所述多肽的氨基酸序列如seq id no.1所示。
4、本发明的第二个目的是提供一种多核苷酸,所述多核苷酸含有如下核苷酸序列:
5、(a)编码所述多肽的多核苷酸;
6、(b)与多核苷酸(a)互补的多核苷酸。
7、本发明的第三个目的是提供含有所述多核苷酸的载体。
8、本发明的第四个目的是提供表达所述多肽、或含有所述多核苷酸、或含有所述载体的宿主细胞。
9、在一种实施方式中,所述宿主细胞包括真核细胞或原核细胞。
10、本发明的第五个目的是提供一种抑制剂,所述抑制剂含有所述多肽或所述多核苷酸或所述载体或所述宿主细胞。
11、在一种实施方式中,所述抑制剂包含一种或多种药学上可接受的载体。
12、本发明的第六个目的是提供一种用于基因编辑的产品,所述产品包含所述所述多肽或所述多核苷酸或所述载体或所述宿主细胞或所述抑制剂。
13、在一种实施方式中,所述产品为试剂或试剂盒。
14、在一种实施方式中,所述试剂盒中含有cas7-11蛋白和/或缓冲液。
15、本发明第七个目的是提供一种调控cas7-11蛋白活性的方法,所述方法为将所述多肽或所述抑制剂与cas7-11或含有cas7-11的细胞接触。
16、本发明还提供了所述多肽或所述多核苷酸或所述载体或所述宿主细胞或所述抑制剂在调控crispr/cas基因编辑系统中的应用。
17、本发明还提供了所述多肽或所述多核苷酸或所述载体或所述宿主细胞或所述抑制剂在制备调控crispr/cas基因编辑系统的试剂中的应用。
18、有益效果:
19、1、本发明对tpr-chat蛋白截短后的tcn蛋白的基础上,再次对其n端进行截短,分别删除n端的第2-5位氨基酸、2-6位氨基酸、2-7位氨基酸、2-8位氨基酸以及2-9位氨基酸,结果仅有截短n端2-5位氨基酸的ph1蛋白具有与cas7-11形成复合物的功能,其余截短体均不能与cas7-11形成复合物。
20、2、本发明提供的ph1蛋白通过cas7-11-crrna-ph1复合物的冷冻电镜结构表明,ph1占据了靶rna的结合腔,并使复合物的构象更加稳定,同时进一步的生化实验表明,ph1通过阻断cas7-11与靶rna的结合,从而有效地抑制了cas7-11的rna切割活性。相比较于由751 aa(氨基酸)组成的tpr-chat蛋白,由61 aa组成的ph1在保留了高抑制活性(约100%)的同时,其更小的尺寸利于递送,增加了其在基因编辑和调控应用中的可行性,而且其结构灵活性使得它更容易进行合成和工程化改造。其次较小的ph1蛋白可以更方便地与其他基因编辑工具或调控元件进行组合,使得aav载体中可以容纳更多其他调控元件或其他功能元件;最后,较小的ph1蛋白可能更不容易被宿主免疫系统检测和清除,从而增加了其应用的可能性。因此,本发明为基因编辑工程提供了一个更具有实用性的cas7-11抑制剂。
1.一种抑制cas7-11活性的多肽,其特征在于,所述多肽的氨基酸序列如seq id no.1所示。
2.一种多核苷酸,其特征在于,所述多核苷酸的核苷酸序列为(a)或(b):
3.含有权利要求2所述多核苷酸的载体。
4.表达权利要求1所述多肽、或含有权利要求2所述多核苷酸、或含有权利要求3所述载体的宿主细胞。
5.一种cas7-11活性抑制剂,其特征在于,所述抑制剂含有权利要求1所述多肽、权利要求2所述多核苷酸、权利要求3所述载体和/或权利要求4所述宿主细胞。
6.一种用于基因编辑的产品,其特征在于,所述产品包含权利要求1所述多肽、权利要求2所述多核苷酸、权利要求3所述载体、权利要求4所述宿主细胞和/或权利要求5所述抑制剂。
7.根据权利要求6所述的产品,其特征在于,所述产品为试剂或试剂盒。
8.根据权利要求7所述的产品,其特征在于,所述试剂盒中含有cas7-11蛋白和/或缓冲液。
9.一种调控cas7-11蛋白活性的方法,其特征在于,所述方法为将权利要求1所述多肽或权利要求5所述抑制剂与cas7-11或含有cas7-11的细胞接触,所述方法不以疾病的治疗为目的。
10.权利要求1所述多肽、或权利要求2所述多核苷酸、或权利要求3所述载体或权利要求4所述宿主细胞、或权利要求5所述抑制剂在调控或制备调控crispr/cas基因编辑系统的试剂中的应用,所述应用不以疾病的治疗为目的。