凡纳滨对虾溶菌酶基因在毕赤酵母中的分泌表达和活性检测

原核重组表达的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)溶菌酶蛋白主要以包涵体形式存在, 经变性和复性处理后活性仍较差。研究将凡纳滨对虾溶菌酶基因(Lvlyz基因)克隆至毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中, 电击转化毕赤酵母GS115细胞, 经组氨酸营养缺陷培养基筛选和PCR检测获得转化子。对其进行连续甲醇诱导表达, 利用SDS-PAGE和C端携带的6×His标签,对发酵液上清进行Western blot检测, 结果表明19.3 kD左右的条带即是重组表达的溶菌酶蛋白。用溶壁微球菌平板抑菌法鉴定表达产物具有较强的抑菌能力。研究首次利用毕赤酵母真核表达系统实现对虾溶菌酶基因的可溶性表达, 并且表达产物的活性良好。       

人源类溶菌酶蛋白6在毕赤酵母中的重组表达及活性分析

利用毕赤酵母(Pichia pastoris)重组表达人源类溶菌酶蛋白6(human lysozyme-like protein6,h Lyzl6),对其酶学性质进行分析。根据毕赤酵母密码子偏爱性设计并人工合成h Lyzl6基因,将其连接至含有乙醇氧化酶启动子(AOX1)的p PIC9K质粒构建重组表达载体p PIC9K-hlyzl6;重组表达载体经线性化后电转化入毕赤酵母GS115感受态细胞,经G418筛选获得高拷贝重组菌株后进行甲醇诱导表达。经甲醇诱导72 h后发酵液上清中酶活性达到最高值,发酵液上清经SDSPAGE检测在14.8 k Da处有重组h Lyzl6蛋白条带,分子量符合预期,通过甲壳素亲和层析可对其进行纯化;采用比浊法测定h Lyzl6酶学活性,结果表明h Lyzl6对溶壁微球菌(Micrococcus lysodeikticus)有较好的杀灭作用,最适反应温度为40℃,最适p H为5.5,其酶活力为54 700U/mg,Cu2+对其活性有明显抑制,EC50为30.2799 mg/L。采用基因工程方法首次在毕赤酵母GS115成功表达了重组h Lyzl6,证实其在体外具有杀菌活性,初步揭示h Lyzl6在男性生殖系统先天性免疫中发挥了一定作用,为进一步研究h Lyzl6的功能和应用开发奠定了基础。     

人LYC5溶菌酶基因在毕赤酵母中的重组表达

LYC5是一种c型人溶菌酶蛋白。根据毕赤酵母密码子的偏爱性,对LYC5的mRNA编码序列进行优化设计,将优化后的基因序列克隆至毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中,构建重组酵母表达质粒pPIC9K- LYC5 。重组质粒经线性化处理后转化毕赤酵母GS115,应用G418抗性筛选出高拷贝转化子,并对其进行摇瓶诱导表达,产物经SDS-PAGE电泳检测,发现在约15 kDa的位置出现了一条特异蛋白条带,此条带经LTQ Orbitra pelite MS鉴定,证明此蛋白即LYC5溶菌酶蛋白,表达量约为20 mg/L。对表达上清液进行活性分析,发现表达上清对溶壁微球菌具有较好的溶菌活性,活性约为40 000 U/mg,最适酶活反应温度为45℃,最适pH为5.0。采用基因工程方法,首次表达出了有生物学活性的人源LYC5溶菌酶蛋白,为深入探讨人溶菌酶家族成员的抗菌谱及其应用前景的研究奠定了基础。     

人源类溶菌酶蛋白6的功能研究及生理特性分析

对人源类溶菌酶蛋白6(human lysozyme-like protein 6,LYZL6)在受精过程中的作用进行研究,并对重组LYZL6蛋白(recombinant LYZL6,r LYZL6)的生理特性进行分析,从而揭示其生理功能。细胞免疫荧光法确定LYZL6定位于成熟精子头部的顶体后区域,反转录PCR(RT-PCR)分析表明精子表面的LYZL6蛋白来源于睾丸和附睾的分泌,Western blot法分析表明精子获能前后表面LYZL6的量无明显改变。半透明带结合实验和精子穿透实验分析表明兔抗LYZL6血清未明显抑制人精子结合透明带,但可明显抑制精卵融合。利用毕赤酵母表达系统成功表达了r LYZL6,使用甲壳素亲和层析和凝胶过滤层析可从发酵上清中纯化到具有生物活性的r LYZL6。酶联免疫吸附法(ELISA)分析显示r LYZL6不具有透明质酸结合能力、透明质酸水解能力和自由基清除活性,但具有较强的肽聚糖结合能力和异肽酶活性。LYZL6由睾丸和附睾分泌后定位于成熟精子头部的顶体后区域,可以参与精卵融合,并具有肽聚糖结合能力和异肽酶活性,提示LYZL6可能通过多种机制参与精子功能。     

T4溶菌酶在多型汉逊酵母中的表达及抑菌活性测定

溶菌酶是一类对多种细菌都具有明显杀菌效果的蛋白质.本研究将T4溶菌酶基因构建到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,以汉逊酵母A16来源的rDNA序列作为同源重组序列,在毕赤酵母甘油醛-3-磷酸脱氢酶启动子（pGAP）的调控下,使T4溶菌酶在汉逊酵母A16中以组成型方式稳定高效表达.在37℃,pH6.0,摇瓶发酵培养72h后,表达量达到0.49g/L.结果表明,汉逊酵母能够识别源自毕赤酵母的甘油醛-3-磷酸脱氢酶启动子和醇氧化酶终止子序列,而且rDNA作为同源重组序列可以产生多拷贝的汉逊酵母重组子.对重组蛋白进行了N端测序、质谱及SDS-PAGE检测,发现重组蛋白N端与T4溶菌酶N端氨基酸序列一致,分子量大小约为18.7kD,与预计分子量大小相符.重组T4溶菌酶对革兰氏阳性和阴性细菌都具有抑菌活性和溶壁活性.非变性SDS-PAGE（无DTT）检测发现,重组T4溶菌酶形成了分子内二硫键和少量分子间二硫键,这种不正确的二硫键可能导致重组T4溶菌酶损失部分抗菌活性.     

斑点叉尾鮰C型溶菌酶在毕赤酵母中的表达及其抑菌活性

C型溶菌酶是存在于各种生物组织中的数种溶菌酶成员中的一员,是重要的细胞内免疫蛋白,具有稳定的空间结构和显著的抑菌功能,被认为是良好的食品保鲜剂和饲料添加剂。为了开发鱼类来源的C型溶菌酶,研究建立了基于毕赤酵母(Pichia pastoris)表达系统的斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)C型溶菌酶的制备方法。首先通过PCR获得5'和3'端分别添加Xho I和Xba I酶切位点的编码斑点叉尾鮰C型溶菌酶的c DNA(cflyC),其编码由127个氨基酸残基组成的多肽;将该cflyC与表达载体p PICZαA连接以构建重组表达载体p PICZαA-cflyC;转化至毕赤酵母X-33后,通过不同浓度的博来霉素和对酵母基因组DNA的PCR鉴定,筛选得到高拷贝的酵母转化子;经0.5%甲醇诱导,在p H6.0、29℃、250 r/min下培养144 h,得到的表达产物经固化金属离子亲和层析(IMAC)纯化,得到重组蛋白;经Tricine-SDS-PAGE分析,表明重组蛋白的分子量为15.1 k D;进一步通过MALDI-TOF-TOF质谱鉴定,证明该重组蛋白为预期的重组cflyC。通过福林酚法测得重组cflyC的表达量为2.75 mg/L。琼脂糖凝胶扩散法和酶活力测定证明,重组cflyC对枯草芽孢杆菌具有抑菌活性。本研究首次实现了斑点叉尾鮰C型溶菌酶在毕赤酵母中的重组DNA表达,为其大规模制备奠定了基础。     

宇佐美曲霉木聚糖酶基因xynⅡ在不同毕赤酵母中的分泌表达

将宇佐美曲霉E001的内切-1,4-木聚糖酶基因克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,得到重组质粒pPXY-NII,将其经SalⅠ线性化后分别转化2株毕赤酵母GS115和KM71,xynⅡ基因通过同源重组被整合到毕赤酵母染色体上,并处于酵母α因子的下游,经筛选获得阳性重组菌PXGL98(Mut+)和PXKL29(Muts)。该木聚糖酶基因在2株毕赤酵母中均实现了分泌表达。同时对工程菌的发酵条件进行了优化,在甲醇诱导下,PXGL98与PXKL29培养物上清液中的酶活力分别可达1156.92 U/mL和1646.03 U/mL。     

一种来源于酒曲地衣芽孢杆菌溶菌酶基因在毕赤酵母中的诱导表达及活性分析

利用梯度稀释法和划线纯化法对酒曲中的微生物进行分离纯化,将所得微生物进行液体培养并检测其溶菌酶活性。通过分子生物学方法进行菌种鉴定,得到一株具有溶菌酶活性的地衣芽孢杆菌。提取地衣芽孢杆菌全基因组,设计特异性引物,克隆基因序列Lyz并连接至毕赤酵母分泌型表达载体pPICZαA中,构建重组表达载体pPICZαA-Lyz。重组载体经电转化整合入甲醇型毕赤酵母菌株X33基因组中进行重组表达。摇瓶发酵结果显示,甲醇诱导72 h后,发酵液中溶菌酶活性为1 360 U/m L。酶学性质分析结果显示,重组地衣芽孢杆菌溶菌酶在pH3.0~9.0范围内可以保持较高的相对活性,具有良好的热稳定性。抑菌试验结果显示地衣芽孢杆菌溶菌酶对革兰氏阴性菌有抑菌作用。     

三疣梭子蟹C型溶菌酶在毕赤酵母中的表达及其抑菌活性

C型溶菌酶是存在于各种生物组织中的重要的先天性免疫蛋白,是开发天然抑菌剂的良好候选者。以甲壳类动物三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)C型溶菌酶成熟肽为研究对象,首先通过RT-PCR克隆其编码基因"ptlyC";以pPICZαA为表达载体,构建重组表达载体pPICZαA-ptlyC,电转至毕赤酵母(Pichia pastoris)X-33后,通过高浓度的博来霉素筛选到高拷贝酵母转化子;在28℃、250 r/min和pH6.0的条件下,经1%的甲醇诱导表达72 h,得到含重组ptlyC的培养液上清;经固化金属离子亲和层析(IMAC)纯化,得到分子量约为25.3 kD的纯化产物。通过菌落计数法证明含重组ptlyC的培养液上清具有抑制革兰氏阳性的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的活性;通过琼脂糖凝胶扩散法证明纯化的重组ptlyC具有抑制革兰氏阴性的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)和沙门氏菌(Salmonella lignieres)的活性。     

血小板衍生生长因子BB亚型在毕赤酵母中的表达及纯化

目的:用毕赤酵母表达系统表达重组人血小板衍生生长因子BB亚型(PDGF-BB)。方法:采用PT-PCR从人早幼粒白血病细胞系HL-60细胞中获得目的基因,克隆到表达载体p MEX9K中,质粒线性化后转化酵母表达菌株GS115,筛选后的酵母表达菌株经BMGY/BMMY培养基体系诱导表达后,通过疏水作用、离子交换、凝胶过滤纯化获得目的蛋白,采用SDS-PAGE、Western印迹、N端氨基酸序列和MTT增殖活性测定等方法检测目的蛋白性质及生物活性。结果:重组人PDGF-BB为分泌表达,表达量大于100 mg/L;经三步纯化,获得纯度高于95%且具有较高活性(5.0×105IU/mg)的目标蛋白。结论:利用毕赤酵母表达系统表达重组人PDGF-BB,表达产量高,成本低,工艺简单,易于工业化放大,有良好的市场前景。     

蜡样芽孢杆菌胶原酶基因colR75E在毕赤酵母中的重组表达

【目的】利用毕赤酵母真核表达系统表达蜡样芽孢杆菌胶原酶Col R75E,寻找一种安全、稳定的方式体外制备具有高活性的胶原酶。【方法】以蜡样芽孢杆菌R75E基因组DNA为模板,采用PCR法扩增胶原酶col R75E基因,构建p PICZαA/col R75E重组质粒,将该质粒线性化后电转化至毕赤酵母X-33菌株,诱导其表达并对表达条件进行优化。将表达后的酵母发酵液上清通过硫酸铵沉淀、脱盐处理及亲和层析纯化步骤获得高纯度重组Col R75E胶原酶。利用胶原酶活力测定、SDS-PAGE电泳、胶原酶谱、I型胶原蛋白及不同底物蛋白降解产物电泳等方法对重组胶原酶Col R75E的活性及底物特异性进行分析。【结果】毕赤酵母中最佳表达重组胶原酶Col R75E的条件为p H 6.0,甲醇终浓度为2.5%,诱导时间72 h,诱导后的蛋白经SDS-PAGE、胶原酶谱以及I型胶原蛋白降解产物电泳分析发现,毕赤酵母中表达的重组胶原酶分子量符合预期,蛋白纯度超过95%,具有较好的胶原蛋白水解活性并测得其比活力为4.977 U/mg。该酶对I型胶原蛋白表现出较好的专一性,但是对牛血清白蛋白、酪蛋白及溶菌酶蛋白没有水解活性。【结论】利用毕赤酵母真核表达系统能够获得高活性的蜡样芽孢杆菌胶原酶Col R75E,为该胶原酶广泛应用于医疗、食品等工业领域奠定了理论和方法基础。     

人精氨酸酶在毕赤酵母的高效表达、纯化和活性研究

目的：人精氨酸酶（Arginase, Arg）的基因arg在毕赤酵母高效分泌表达,建立相应纯化工艺路线,研究重组人精氨酸酶的活性。方法：将人精氨酸酶基因arg按正确的阅读框架插入到毕赤酵母表达载体pPIC9α信号肽基因后,构建得到重组毕赤酵母表达质粒。转化毕赤酵母GS115筛选高表达菌株。结果：成功构建了酵母表达载体pPIC-Arg,转化毕赤酵母GS115后筛选到分泌表达目的蛋白Arg的菌株,目标蛋白可以分泌到培养基中。经过膜过滤和凝胶过滤层析对培养基上清进行纯化,即可获得纯度达到95%的活性产物。活性测定表明,纯化的Arg比活性为310 IU/mg。结论：成功构建了Arg的毕赤酵母高效表达菌种,建立了目标物质的分离纯化工艺。     

OSF1在毕赤酵母菌中的分泌表达及其生物活性

为了研究人成骨细胞刺激因子(Human osteoblast-stimulating factor,OSF-1)的生物学活性,构建OSF-1高效毕赤酵母表达菌株并表达纯化具有生物活性的OSF-1。首先通过全基因人工合成的方法合成人osf-1基因,并克隆至毕赤酵母分泌表达载体pPIC9K,构建重组表达质粒pPIC9K/osf-1,线性化后电转化酵母宿主菌GS115,构建P.pastoris GS115/pPIC9K/osf-1,经MD、G418-YPD平板和PCR法筛选,获得多拷贝转化子。阳性表达菌株在25℃,经1%的甲醇诱导表达96 h,重组蛋白的表达量达到最大。经SDS-PAGE电泳分析所表达的重组蛋白约为18 kDa,与人成骨细胞刺激因子相符。表达上清经SP-Sephadex C-50离子交换层析进行纯化,得到纯度达98%以上的OSF-1。Western blotting鉴定该蛋白对人成骨细胞刺激因子抗体具有良好的抗原性。生物活性测定表明提纯的OSF-1能促进鼠成骨细胞MC3T3-E1的增殖和分化。利用重组毕赤酵母高效分泌表达了有生物活性的OSF-1,为进一步开展其抗骨质疏松活性研究及产业化开发奠定了基础。     

黑曲霉果胶裂解酶基因毕赤酵母在Pichia pastoris GS115中的表达

利用RT-PCR技术从黑曲霉(EIM-6)中扩增得到去除信号肽的果胶裂解酶基因A,将其插入到毕赤酵母表达载体pPIC9k上,构建重组表达质粒pPIC9K-pelA,电击转化毕赤酵母GS115,得到了表达成功的工程菌株。用终浓度为1.5%的甲醇对其进行诱导,将发酵上清液浓缩后,用盐酸法测定其酶活可以达到2.3U/mL。通过对重组毕赤酵母诱导表达产物进行SDS-PAGE鉴定,发现重组毕赤酵母分泌了1个约38kD的蛋白,与该酶基因产物的理论值相符,并通过水解圈法测定验证,均说明果胶裂解酶得到正确的分泌表达.     

角毛壳菌几丁质酶基因chi58多点突变及在毕赤酵母中的高效表达

应用重叠延伸PCR技术(gene splicing by overlap extension PCR,gene SOEing),简称SOE-PCR对角毛壳菌(Chaetomium cupreum)的几丁质酶基因chi58进行多点突变.依据毕赤酵母密码子偏爱性,将毕赤酵母中编码Arg使用频率几乎为0的密码子CGC突变为使用频率高的AGA,构建了含有正确突变的酵母表达载体pPIC9K-chi58A,电转化毕赤酵母GS115,获得的重组酵母株在诱导120 h酶活力最高,平均可达101.71 U/mL±3.33 U/mL;其活力比未优化重组酵母株(31.83 U/mL±4.85 U/mL)提高了约3倍,且经10代传代培养后遗传稳定性良好.表达产物的SDS-PAGE分析表明,酶蛋白分子大小为58 kD.     

来源于软化芽孢杆菌的环糊精葡萄糖基转移酶在毕赤酵母和枯草杆菌中的表达

通过PCR扩增软化芽孢杆菌α-CGT酶基因,将基因片段分别克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K和大肠杆菌-枯草杆菌穿梭载体pMA5中,分别转化毕赤酵母KM71和枯草杆菌WB600。结果表明,重组毕赤酵母发酵上清液中α-CGT酶活性仅0.2U/mL,重组枯草杆菌产酶达到1.9U/mL。对重组枯草杆菌发酵条件进行了优化,当以TB为出发培养基,初始pH6.5,温度为37oC时,摇瓶培养24h后α-CGT酶环化活性达到4.5U/mL(水解活性为3200IU/mL),是野生菌株软化芽孢杆菌表达量的9.8倍。     

利用毕赤酵母系统直接分泌表达具有活性的谷氨酰胺转胺酶

使用异源表达系统直接分泌表达具有活性的微生物谷氨酰胺转氨酶(Microbial transglutaminase,MTG)是目前最具前景的MTG生产方法之一,但由于产量较低无法实现工业化生产.毕赤酵母是近年来发展出的高效蛋白表达系统.通过采用pro序列与成熟MTG基因共表达的策略,成功地实现了用重组毕赤酵母分泌表达具有活性的茂原链霉菌Streptomyces mobaraense MTG.进一步通过对pro序列和MTG基因拷贝数以及重组酵母培养条件的优化,最终使得MTG在1L发酵罐中高密度发酵的酶活达到7.3 U/mL,为MTG的工业化生产奠定了基础.     

重组毕赤酵母产青蛤Mytimacin抗菌肽的表达研究

Mytimacin是主要在无脊椎动物中表达的Macin抗菌肽家族中的一员,具有较强的抗病原微生物活性,是利用重组DNA技术开发天然抗菌剂的良好候选者。通过RT-PCR从青蛤(Cyclina sinensis)闭壳肌中克隆编码Mytimacin成熟肽的基因,经3次PCR在该基因的5’端添加Xho I限制性酶切位点和信号肽酶识别位点、3’端添加Xba I限制性酶切位点和6×His,获得目的基因"CsMm";以pPICZαA为表达载体、毕赤酵母(Pichia pastoris)X-33为工程菌,构建重组毕赤酵母X-33/pPICZαA-CsMm。通过高浓度博来霉素筛选高拷贝酵母转化子,在28℃、250 r/min条件下,使用1.5%的甲醇诱导表达72 h;使用固化金属离子亲和层析(IMAC)对表达产物进行纯化,并通过MALDI-TOF-TOF质谱分析对纯化产物进行鉴定。另外,通过涂布法和浊度法考察重组CsMm的抑菌活性。结果表明:基于X-33/pPICZαA-CsMm重组毕赤酵母的外源表达获得了表达量为25.6 mg/L的重组蛋白,经MALDI-TOF-TOF质谱鉴定其为分子量约7.8 kD的预期重组CsMm。抑菌试验证明重组CsMm对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)和副溶血性弧菌(Vibrio Parahemolyticus)具有明显的抑菌活性。构建的重组毕赤酵母X-33/pPICZαA-CsMm能有效合成具有生物学活性的重组青蛤Mytimacin,旨为贝类来源天然小分子抗菌剂的开发提供可资参考的技术途径。     

融合基因GAD-IL-4的克隆及其在毕赤酵母中的表达

谷氨酸脱羧酶(GAD)是糖尿病的始动靶抗原,白细胞介素4(IL-4)与自身免疫性疾病密切相关。本研究通过重叠延伸PCR(Gene splicing by overlap extension,SOE PCR)技术扩增得到融合基因GAD-IL-4,构建重组酵母表达载体pPIC9K-GAD-IL-4。线性化pPIC9K-GAD-IL-4,通过电转化法转化毕赤酵母菌GS115。以0.5%的甲醇对酵母工程菌GS115/pPIC9K-GAD-IL-4进行诱导表达。经SDS-PAGE检测,在发酵上清中出现与预期大小相符的蛋白条带,表明融合基因GAD-IL-4在酵母细胞中实现正确表达,为下一步利用重组融合蛋白GAD-IL-4奠定了良好的实验基础。     

植酸酶基因的多点突变及在毕赤酵母中的高效表达

根据毕赤酵母基因的密码子选择偏爱性,不改变其编码氨基酸序列,对来源于黑曲霉N25植酸酶phyA基因,进行了突变,构建了含有正确突变的酵母表达载体pPIC9k-phyAm-4,电击转化毕赤酵母,获得优化了密码子的重组酵母转化子。经PCR鉴定表明,植酸酶基因已整合到酵母基因组中; 表达产物的SDS-PAGE分析表明,酶蛋白分子大小为70.15KD。Southern blotting结果表明,phyA基因整合到酵母染色体DNA中;转化子酶活测定结果表明,经密码子优化的重组酵母PP-NPm-4-2酶活可达136900U/ml,比Arg没有优化的PP-NPm-8 (47600 Uoml-1)酶活高约2.8倍。