Neurospora crassa phytase功能区基因phy A＇的克隆表达及活性变化

目的：检测N.crassa phtase功能区基因phy A′表达的Phy A′活性变化。方法：先将N.crassa phy A′克隆到表达载体pPIC9K中,然后将获得的重组质粒pPIC9K-phy′转化到毕赤氏酵母中分泌表达,分离纯化重组酶Phy A′,并测定其酶学性质。结果：与原酶相比,N.crassa Phy A′的最适温度降低、热稳定性降低以及酶活力的降低。结论：N.crassa phtase N端的前12个氨基酸对维持该酶的功能有比较重要的作用。     

Canstatin-N基因在Pichia pastoris中表达及产物活性分析

目的：应用P.pastoris的pAOX1表达系统胞内表达canstatin-N蛋白。方法：通过PCR DNA合成技术以及DNA的酶切和连接技术,除去pPIC9K分泌型表达载体的信号肽,并使其载体的多克隆位点的3′端融合his6纯化标签,获得新的载体pPIC9Ki。以含canstatin N端序列的pET-CTN质粒为模版,PCR法扩增1～89个氨基酸的267bp的canstatin的N端基因片段,将其连接于pPIC9Ki的多克隆位点,获得重组表达质粒pPIC9Ki-CTN-N,用电转法将pPIC9Ki-CTN-N转化P.pastorisGS115,通过G418抗性筛选获得工程菌GS115（pPIC9Ki-CTN-N）。通过摇瓶发酵甲醇诱导表达Canstatin-N蛋白。用蜗牛酶裂解P.pastoris细胞,SDS-PAGE分析蛋白表达情况,在鸡胚中进行活性分析。结果：在pAOX1的调控下,canstatin-N基因能在P.pastoris中经甲醇诱导表达,摇瓶发酵表达量为65mg/L,纯化的目的蛋白具有显著的抑制鸡胚尿囊膜血管生成的作用。结论：实现应用P.pastoris表达Canstatin-N蛋白,为Canstatin-N蛋白的规模化生产和进一步的药用研究奠定了基础。     

乙醛脱氢酶2基因在毕赤酵母中的表达和分离纯化

将乙醛脱氢酶2（ALDH2）基因整合到质粒pPIC9K上,构建重组表达载体pPIC9K-coALDH2,用电转导将表达质粒pPIC9K-coALDH2转化至毕赤酵母GS115中,在毕赤酵母中表达经密码子改造的ALDH2。结果表明：重组基因工程菌GS115（pPIC9K-coALDH2）发酵液中蛋白质量浓度为8.40 mg/L,1 mL发酵液中酶活为11.35 mU。     

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.     

新疆家蚕抗菌肽在毕赤酵母中表达及活性研究

目的:在毕赤酵母中表达新疆家蚕抗菌肽基因(Cecropin-XJ)并检测其活性.方法:根据作者实验室已克隆获得的新疆家蚕抗菌肽(Cecropin-XJ)基因设计引物,通过PCR方法扩增Cecropin-XJ,将PCR产物和表达载体pPIC9K用EcoR Ⅰ及Not Ⅰ双酶切,构建重组表达质粒pPIC9K-(Cecropin-XJ),酶切及测序正确后,电转化到毕赤酵母GS115,对分泌表达的重组蛋白进行活性检测.结果:PCR扩增获得192 bp Cecropin-XJ,成功构建pPIC9K-Cecropin-XJ,优化诱导条件证明在pH 6的BMMY培养液中,0.5%甲醇诱导约48h后,获得的表达产物活性较强,对多种革兰氏阴性菌和阳性菌具有抗菌活性,在100℃条件下,其活性可维持100min以上.结论:新疆家蚕抗菌肽在毕赤酵母中分泌表达,为大规模发酵生产奠定了基础.     

用毕赤酵母表达理氏木霉的β-葡萄糖苷酶基因

目的:为提高β-葡萄糖苷酶的产量,用毕赤酵母取代理氏木霉用于生产,以弥补理氏木霉在大规模生产中的缺陷。方法:用套叠PCR法从理氏木霉基因组中扩增β-葡萄糖苷酶基因(bglⅠ)。用T4DNA连接酶和限制性DNA内酶将bglⅠ重组于P.pastoris表达载体pPIC9K的多克隆位点,获得含bglⅠ的重组表达载体pPIC9K-bglⅠ。通过电转法将其pPIC9K-bglⅠ载体转化于P.pastoris基因组,筛选高G418抗性以及高表达bglⅠ酶的重组子作为工程菌。结果:用BMGY-BMMY培养基体系,在摇瓶中发酵48 h,表达BglⅠ30 mg/L,在P.pastoris中表达的BglⅠ能水解对硝基苯-β-D-葡萄糖苷具有β-葡萄糖苷酶活性。其酶活力为56 U/L发酵液。结论:通过这种方法,可以成功地用毕赤酵母表达理氏木霉的β-葡萄糖苷酶基因。     

工程菌P.pastoris GS115(pPIC9K-lac2)的构建及诱导表达漆酶的研究

用PCR法扩增枯草芽孢杆菌的漆酶基因lac2.构建表达质粒pPIC9K-lac2.通过电转法将lac2基因重组于P.pastoris基因组,筛选高G418抗性和高表达漆酶的转化子作为工程菌GS115(pPIC9K-lac2).在发酵罐中发酵GS115(pPIC9K-lac2)表达重组蛋白.在50 L发酵罐中加入20 L无机盐发酵培养基.在发酵的第一阶段连续24 h补加50％甘油-0.8％ PTM4增殖P.pastoris,然后用甲醇-0.8％ PTM4诱导49 h.在发酵过程中,通过调节搅拌的频率和通气量,将溶氧维持于20％ ～30％,用氨水维持pH 5.0.放罐时生物量为A600=266.5,表达漆酶1097.5U/L发酵液.     

高密度发酵P.pastoris诱导表达葡聚糖外切酶

目的:应用P.pastoris的pAOX1表达系统表达CBH Ⅱ酶.方法:PCR法扩增木霉的cbh Ⅱ基因.将其克隆进P.pastoris表达载体pPIC9k,电转法将其cbhⅡ基因重组于P.pastoris基因组,筛选高G418抗性的克隆为工程菌.重组CBH Ⅱ酶的生产是在50 L生物反应器中进行.连续24h补加甘油-PTM4增殖细胞,然后用甲醇诱导表达64h.结果:放罐时生物量为A600=180,重组CBHⅡ产量为80mg/L.表达产物具有酶解羧甲基纤维素的活性.结论:实现应用pAOX1表达系统在生物反应器中高密度发酵P.pastoris诱导表达CBH Ⅱ.该研究为重组CBH Ⅱ的规模化生产打下基础.     

高密度发酵P.pastoris诱导表达egⅡ基因

用套叠PCR法扩增里氏木霉(Trichoderma reesei)的葡聚糖内切酶II(egⅡ)基因.扩增基因经EcoR I和Not I双酶切后克隆进P.pastoris表达载体pPIC9k,获得重组表达质粒pPIC9K-egⅡ.通过电转法将egⅡ基因重组于P.pastoris基因组,筛选高G418抗性的转化子作为工程菌...     

黑曲霉Z6植酸酶基因phyA的克隆及表达

目的:克隆植酸酶基因phyA,构建毕赤酵母表达载体,转化毕赤酵母,并对重组工程菌的表达产物进行初步酶学性质研究.方法:以植酸酶高产菌株-黑曲霉Z6染色体DNA为模板,PCR扩增得到植酸酶基因phyA,序列鉴定后连接到毕赤酵母穿梭载体pPIC9K上,构建重组质粒pPIC9K-phyA,电击转化毕赤酵母KM71,筛选得到重组转化子.对重组工程菌表达产物进行SDS-PAGE分析和酶活性研究.结果:phyA序列分析表明该基因具有典型的植酸酶活性位点保守序列ArgHisGlyAlaArgTyrPro,与NC-BI已发表的植酸酶基因同源性较高,达到94%以上.该序列已提交GenBank,序列号为DQ318022.重组工程菌KM71-phyA7的PCR扩增证实了植酸酶基因已整合到酵母基因组中,植酸酶能有效分泌和表达,粗酶液酶活可达875U/mL.结论:植酸酶基因phyA在毕赤酵母中成功表达,为今后的定向改组奠定了基础.     

来源于柠檬酸杆菌的高比活植酸酶基因在毕赤酵母中的高效表达

柠檬酸杆菌(Citrobacterbraakii)来源的植酸酶是目前报道的比活最高的植酸酶。按照毕赤酵母(Pichiapastoris)对密码子的选择偏向性,对来源于柠檬酸杆菌的高比活植酸酶基因AppA进行了密码子优化改造。改造后的基因AppA(m)按正确的阅读框架融合到毕赤酵母表达载体pPIC9的α-因子信号肽编码序列3′端,通过电击转化得到重组转化子。通过PCR验证,AppA(m)已整合在酵母染色体上。SDS-PAGE分析和表达产物的研究表明,植酸酶得到了高效分泌表达,在5L发酵罐中植酸酶蛋白表达量达到3·2mg/mL发酵液,发酵效价达到每毫升发酵液1·4×107IU以上,高于目前报道的各种植酸酶基因工程菌株的发酵效价。     

粗糙脉孢霉酸性蛋白酶基因的克隆与鉴定

以粗糙脉胞霉CICIM F00021染色体DNA为模板,通过PCR扩增得到粗糙脉胞霉酸性蛋白酶结构基因。对其序列进行了测定和分析,表明扩增得到的片段为酸性蛋白酶基因。将扩增出的酸性蛋白酶基因克隆入酵母表达载体中获得重组质粒pPIC9K-ap。将其转化入毕赤氏酵母获得重组菌NA3。重组酸性蛋白酶在pH4．0和45℃下表现出最高活性。     

Biochemical properties of a thermostable phytase from Neurospora crassa

A gene (Ncphy) encoding a putative phytase in Neurospora crassa was cloned and expressed in Pichia pastoris, and the biochemical properties of the recombinant protein were examined in relation to the phytic acid hydrolysis in animal feed. The recombinant phytase (rNcPhy) hydrolyzed phytic acid with a specific activity of 125 U mg-1, Km of 228 micromol L-1, Vmax of 0.31 nmol (phosphate) s-1 mg-1, a temperature optimum of 60 degrees C and a pH optimum of 5.5 and a second pH optimum of 3.5. The enzyme displayed pH stability around pH 3.5-9.5 and showed satisfactory thermostability at 80 degrees C. The phytase from N. crassa has potential for improving animal feed processing at higher temperatures.     

来源于Escherichia coli的高比活植酸酶基因的高效表达

高效表达高比活植酸酶是进一步提高植酸酶发酵效价、降低植酸酶生产成本的一个有效途径。对源于Escherichiacoli的高比活植酸酶基因appA ,按照毕赤酵母 (Pichiapastoris)密码子的偏爱进行了密码子优化改造。该改造后的基因appA m按正确的阅读框架融合到毕赤酵母表达载体pPIC9上的α 因子信号肽编码序列 3′端 ,通过电击转化得到重组转化子。对重组毕赤酵母的Southernblotting分析证实植酸酶基因已整合到酵母基因组中 ,并确定了整合基因的拷贝数。Northernblotting分析证实植酸酶基因得到了正常转录。SDS PAGE分析和表达产物的研究表明 ,植酸酶得到了高效分泌表达 ,在 5L发酵罐中植酸酶蛋白表达量达到 2 5mg mL发酵液 ,酶活性 (发酵效价 )达到 7 5× 10 6 IU mL发酵液以上 ,大大高于目前报道的各种植酸酶基因工程菌株的发酵效价。     

黑曲霉N-2植酸酶phy4基因的克隆及其重组酵母表达载体的构建

根据已发表的植酸酶phyA基因序列设计并合成1对引物,应用PCR技术,以黑曲霉N-2总DNA为模板,扩增出不包含假定信号肽序列的phyA基因,将其克隆到pMD18-T载体中,测定其核苷酸序列,并推导其氨基酸序列。该基因全长为1350bp,与已发表的黑曲霉NRRL3135的phyA基因的同源性为92．4％(不计内含子),编码1个含449个氨基酸残基的蛋白质,推导的氨基酸序列同源性为95．1％。将该基因与分泌型载体pPIC9K连接,构建了植酸酶基因的重组酵母表达载体pPIC9K／phyA。     

Molecular cloning of a phytase gene (phy M) from Pseudomonas syringae MOK1

A phytase gene (phy M) was cloned from Pseudomonas syringae MOK1 by two steps of degenerate PCR and inverse PCR. This gene consists of 1,287 nucleotides and encodes a polypeptide of 428 amino acids with a deduced molecular mass of 46,652 kDa. Based on its amino acid sequence, the Phy M shares the active site RHGXRXP and HD sequence motifs, typically characterized by histidine acid phosphatases familly. Each phy M gene fragment encoding mature Phy M with its own signal sequence (pEPSS) and without (pEPSM) was subcloned into the E. coli BL21 (DE3) expression vector, pET22b (+). The enzyme activity in crude extracts of clone pEPSM was 2.514 Umg⁻¹ of protein, and about 10-fold higher than that of clone pEPSS.*These two authors have contributed equally to this work.     

黑曲霉Aspergillus niger 963植酸酶基因phyA2 N-糖基化突变体的构建与表达分析

为研究N-糖基化对黑曲霉Aspergillus niger963植酸酶蛋白酶学性质的影响,利用Megaprimer PCR介导基因定点突变的技术,构建了植酸酶phyA2基因两个N-糖基化突变体,即将该基因编码蛋白质N87位和N102位的天冬酰胺密码子置换为编码与其具有相似结构的谷氨酰胺密码子,两个突变体分别命名为N87Q、N102Q,经测序结果比对和图谱分析,表明在核酸水平上成功实现了点突变,构建了酵母表达载体pPIC9-N87Q,pPIC9-N102Q,转化毕赤酵母GS115,经发酵罐水平诱导表达后,获得了N-糖基化缺失突变蛋白,对突变体蛋白在60℃进行处理发现,突变体N87Q处理1h后剩余50%的酶活,N102Q处理10min后酶活完全丧失,在37℃,不同的pH缓冲体系(pH1~10)处理1h,N87Q剩余约大于70%的活性,而N102Q在pH8的环境下,没有检测到酶活。     

Enhancing the thermal tolerance and gastric performance of a microbial phytase for use as a phosphate-mobilizing monogastric-feed supplement

The inclusion of phytase in monogastric animal feed has the benefit of hydrolyzing indigestible plant phytate (myo-inositol 1,2,3,4,5,6-hexakis dihydrogen phosphate) to provide poultry and swine with dietary phosphorus. An ideal phytase supplement should have a high temperature tolerance, allowing it to survive the feed pelleting process, a high specific activity at low pHs, and adequate gastric performance. For this study, the performance of a bacterial phytase was optimized by the use of gene site saturation mutagenesis technology. Beginning with the appA gene from Escherichia coli, a library of clones incorporating all 19 possible amino acid changes and 32 possible codon variations in 431 residues of the sequence was generated and screened for mutants exhibiting improved thermal tolerance. Fourteen single site variants were discovered that retained as much as 10 times the residual activity of the wild-type enzyme after a heated incubation regimen. The addition of eight individual mutations into a single construct (Phy9X) resulted in a protein of maximal fitness, i.e., a highly active phytase with no loss of activity after heating at 62 degrees C for 1 h and 27% of its initial activity after 10 min at 85 degrees C, which was a significant improvement over the appA parental phytase. Phy9X also showed a 3.5-fold enhancement in gastric stability.     

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。