毕赤酵母的密码子用法分析

通过分析Pichia pastoris的28个蛋白编码基因的同义密码子使用情况并计算该酵母的密码子用法,首次确定出P.pastoris的19个高表达优越密码子。这些结果经与已知的Saccharomyces cerevisiae及Kluyveromyces lactis的密码子用法基本相似,但在氨基酸谷氨酸的密码子选择上截然相反,提示这可能属于P.pastoris所偏爱的密码子用法。     

人源抗HBsAg单链抗体在巴氏毕赤酵母中的表达

在P.pastoris中分泌表达非融合抗HBsAg单链抗体（HBscFv）。设计引物从pGEMHBscFv上扩增目的基因,亚克隆至P.pastoris表达载体pPICZαA中,线性化后转化P. pastorisGS115;转化子经菌落PCR、高浓度Zeocin抗性筛选鉴定后,甲醇诱导目的蛋白表达。结果发现,重组HBscFv可以在α因子的引导下,分泌至培养基中,产量为80mg/L;分泌至培养基中的HBscFv具有结合HBsAg活性,活性总量在诱导培养72h后达最高峰,在诱导培养后期,HBscFv活性下降;PAS糖显色结果表明,酵母表达HBscFv是一种低糖基化蛋白或非糖基化蛋白。     

重组人卵透明带ZP3蛋白在毕赤酵母中的表达

利用P.pastoris表达人卵透明带ZP3蛋白。设计特定引物从全长hZP3 cDNA上扩增含跨膜区序列的人卵透明带ZP3基因片段,并在N末端接上串联组氨酸编码序列的重组基因序列;扩增片段插入表达载体pPIC9K中;线性化后的重组质粒转入P.pastoris中,用高浓度G418筛选高拷贝菌株,然后甲醇诱导目的蛋白表达。用SDS-PAGE和Western blot分析表达产物。结果发现P.pastoris表达的人ZP3蛋白可以分泌到培养液中,并且可溶性好。纯化前后的重组人ZP3蛋白均能与兔抗猪ZP3蛋白抗体发生交叉反应,证实表达的目的蛋白具有反应原性。     

人工合成的黑曲霉NRRL3135菌株植酸酶基因在毕赤酵母系统中的高效表达

本文以黑曲霉(Aspergillus niger)NRRL3135菌株植酸酶基因为对象,通过基因人工合成的方法去除了该基因的内含子与信号肽编码序列,换用在毕赤酵母(Pichia pastoris)中使用频率较高的密码子以优化其表达。该人工合成植酸酶基因(PhyA-as)以N端融合的方式正确插入到毕赤酵母表达载体pPICZαA。通过电击将重组表达载体整合入酵母染色体DNA中得到重组转化子。SDSPAGE结果与表达产物酶学性质研究表明植酸酶得到分泌表达,且与天然产物性质基本一致。筛选得若干株高产基因工程菌,其中SPANⅢ菌株达到了在摇床培养条件下,每毫升发酵液产生165000u植酸酶的水平,基本满足工业化生产的要求。     

耐辐射奇球菌recA基因的克隆、表达及其对recA缺损大肠杆菌辐射抗性的影响

将耐辐射奇球菌（Deinococcus radiodurans）的recA基因克隆到表达质粒pET15b中,并在Escherichia coli HMS(DE3)中高效表达了可溶性的RecA重组蛋白。同时将recA基因通过穿梭质粒pRADZ3导入recA缺损E. coli TG2细胞中,Western印迹实验显示RecA蛋白能够在不需要诱导剂IPTG的条件下稳定表达。辐射抗性实验表明,D. radiodurans的recA基因在E. coli细胞中的表达能够完全补偿recA缺损E. coli辐射抗性能力。     

来源于酸热脂环酸杆菌的嗜酸性α-淀粉酶的表达研究

从嗜酸耐热的酸热脂环酸杆菌Alicyclobacillusacidocaldarius中克隆到α_淀粉酶的基因 (amy) ,该基因全长 390 3bp ,编码130 1个氨基酸 ,理论分子量约 140kD。将基因amy分别克隆到大肠杆菌E .coli表达载体pET-2.2b(+)和毕赤酵母P .pastoris表达载体pPIC9α ,并在大肠杆菌和毕赤酵母中得到了表达 ,表达产物具有淀粉酶的活性。对酵母中表达的酶蛋白AMY进行了纯化 ,并初步研究了它的酶学性质 ,它的作用最适pH3.2 ,在pH 2.5～4.6范围内 ,酶活性保留 50%以上 ,它的最适温度65℃ ,在 70℃下处理 30min ,酶活性维持50%以上 ,基本保留了天然酶蛋白的耐热性和嗜酸性。位于基因amy内部 +1174～+3288bp的基因片段amy′全长 2115bp ,编码705个氨基酸 ,在E .coli表达后依然具有淀粉酶的活性。     

里氏木霉内切葡萄糖苷酶Ⅳ在毕赤酵母中的表达*

进行了内切葡萄糖苷酶Ⅳ(EGⅣ)在毕赤酵母(Pichia pastoris)表达系统中的表达。采用RT-PCR的方法从里氏木霉(Trichoderma reesei)中分离到eg4基因。将eg4基因与毕赤酵母表达载体pPICZαA连接,得到重组质粒pPICZαA-eg4。将该重组质粒线性化后转化毕赤酵母GS115,eg4基因通过同源重组被整合到毕赤酵母的染色体上,并处于酵母α因子的下游,得到重组菌株P.pastoris-EGⅣ1。在甲醇     

扣囊复膜孢酵母β-葡萄糖苷酶基因在毕赤酵母中的克隆与表达

利用PCR技术,从扣囊复膜孢酵母的总DNA中扩增得到β-葡萄糖苷酶（β-Glucosidase）基因 (BGL1),长度为2596 bp,连接到pGEMT载体上,用限制性内切酶切下目的基因,插入到巴斯德毕赤酵母表达载体pPIC9K中,使之位于α-因子信号肽下游,且与之同框, 构建成重组质粒pSHL9K。 通过电转化将重组质粒pSHL9K插入到Pichia pastoris GS115菌株染色体中,获得高效表达BGL1基因的毕赤酵母重组工程菌株。重组酶的最适温度为50℃,最适pH为5.4。培养基中β-葡萄糖苷酶活性最高可达47U/mL。     

杂合抗菌肽CecA_mil的改造及在毕赤酵母中的分泌表达

参照毕赤氏巴斯德酵母（Pichia pastoris）偏好密码子,改造并化学合成杂合抗菌肽CecA_mil基因,改造后的CecA_mil基因克隆到pPICZα_A载体中,构建分泌型重组酵母表达载体pPICZα_A_CM,转化Pichia pastoris受体菌X_33。在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,分子量约1.9 kD的CecA_mil杂合抗菌肽获得表达,经表达条件优化,重组酵母菌的摇瓶发酵产率可达到245μg/mL。抗菌特性研究表明,该表达产物具有广谱抗菌活性,对多数G－菌及G＋菌均有较好的抑菌活性,特别是对氨苄青霉素抗性菌和卡那霉素抗性菌抑杀效果更好;具有热稳定性和酸稳定性。这些特点使得重组抗菌肽CecA_mil在食品防腐、疾病防治和动物饲料添加剂等方面显露出很好的应用前景。     

LCB1基因表达对酵母神经酰胺合成的影响

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)LCB1（Long chain base）基因被克隆到酵母诱导表达载体pYES2中,并转入到FY2中,用半乳糖诱导表达。与对照相比,质粒所含LCB1基因的表达,使酵母细胞干重略有下降,而神经酰胺的含量提高为对照的1.9倍。     

猪白细胞介素_6在巴斯德毕氏酵母（Pichia pastoris）中的分泌表达

白细胞介素6（Interleukin_6, IL_6）是一种具有多种生物学效应的细胞因子,在疾病诊断与疫苗佐剂领域有广阔的应用前景。在本试验中,猪白细胞介素_6（pIL_6）的cDNA序列被克隆入甲醇酵母（Pichia pastoris）分泌表达载体pPIC9K中,并转化入P. pastoris GS115菌株。其重组菌株GS115/pPIC9K_IL6经1% 甲醇诱导后,能分泌表达分子量约为24.5KD的重组蛋白,Western blot确证为pIL_6。该酵母表达产物无N端糖基化修饰。用依赖IL6生长的B9细胞株检测提纯后的pIL_6,其生物学活性可达8×104IU/mg。     

人血管内皮细胞生长因子受体Flt-1胞外区cDNA在毕赤酵母中的表达和鉴定

将编码血管内皮细胞生长因子受体Flt-1胞外区1-3 loop 316个氨基酸残基的cDNA插入到含AOX1启动子和α分泌信号肽序列的Pichia pastoris酵母载体中,构建了重组表达质粒pPIC9K/Flt-1(1-3),转化酵母宿主菌GS115,筛选His⁺Mut^s表型转化子,经摇瓶培养,1%甲醇诱导表达4 d后,SDS-PAGE结果显示,培养上清中Flt1(13)表达量达总蛋白的30%以上。ELISA及Western blot实验表明,表达产物具有良好的抗原性和特异性。生物学活性检测证实其具有结合VEGF的能力和抑制VEGF对HUVEC细胞的促增殖功能。     

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Escherichia coli的高比活植酸酶基因appA,按照毕赤酵母（Pichia pastoris）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Southern blotting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。Northern blotting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7.5×10⁶IU/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。     

扩展青霉碱性脂肪酶基因在毕赤酵母中的高效表达

将编码扩展青霉碱性脂肪酶（PEL）的cDNA克隆到酵母整合型质粒pPIC3.5K,电转化His4缺陷型巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115,通过橄榄油MM平板及PCR方法筛选和鉴定重组子。重组子发酵液经SDSPAGE分析、橄榄油检验板鉴定,表明扩展青霉碱性脂肪酶基因在巴斯德毕赤酵母中获得了高效表达。表达蛋白分泌至培养基中,分子量约28kD,与扩展青霉碱性脂肪酶大小一致,占分泌蛋白的95%。橄榄油检验板检验表明该表达蛋白可分解橄榄油,通过优化该表达菌的发酵条件,以橄榄油为底物进行酶活测定,其发酵液酶活可达260 u/mL。     

TIMP-2在毕赤酵母中的克隆与表达*

为了克隆人基质金属蛋白酶组织抑制剂-2(TIMP-2)基因,并在Pichia pastoris中表达,根据GenBank上的TIMP-2的氨基酸序列和毕赤酵母偏爱密码子,通过化学合成和PCR相结合的方法获得了人的TIMP-2基因全长序列,构建了pPIC9-T2表达载体,电击转化到毕赤酵母,通过表型筛选和诱导表达得到蛋白表达工程菌,并对表达产物进行了分离纯化和生物学活性分析。     

利用重组Pichia pastoris生产腺苷甲硫氨酸

为改造甲醇利用型酵母Pichia pastoris来生产腺苷甲硫氨酸（SAM,S-adenosylL-methionine）,我们将一个带有SAM合成酶基因的胞内表达质粒转化入Pichia pastoris菌株GS115,经过G418抗性筛选得到一株有两个基因拷贝的转化子。该菌在含有甲醇和甲硫氨酸的培养基中生长5d后,其细胞内的SAM的产量比原始菌株提高了30余倍。对该菌生产SAM的培养基中的碳源与氮源进行了优化,结果显示碳源的控制对该菌SAM产量的影响很大。在试管水平,该菌在含有0.75％的L-methionine并且碳源和有机氮源经过一定程度优化的培养基中,生长6d后SAM产量达到1.58g/L。     

人内皮抑素在毕赤酵母中的表达、纯化与生物功能研究

内皮抑素（Endostatin）是近年来新发现的一种内源性新生血管生成（Angiogenesis）抑制因子,通过抑制新血管生成而抑制肿瘤的形成和转移且不会引起耐药性,具有极高的临床应用前景。巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris)具有表达率高、产物可分泌、可对高等真核生物蛋白正确进行翻译后加工、遗传稳定、发酵工艺成熟等优点被用来进行重组人Endostatin的表达。本研究用PCR的方法从人胎肝cDNA文库中扩增出人Endostatin的cDNA,测序正确后转入毕赤巴斯德甲醇酵母,并获得了高效可溶型表达,用肝素亲和层析的方法进行纯化,纯化后产物经SDSPAGE薄层扫描分析纯度达987％以上,质谱测定分子量为2043kD与理论值一致,蛋白质N端序列测定结果为SPPAHTHRDFQPVLH与天然序列一致。生物活性检测证明可抑制鸡胚尿囊绒毛膜（CAM）的新生血管生成（Angiogenesis),并可抑制血管内皮细胞的增殖。因此用酵母表达系统可以得到具有生物活性的内皮抑素,经纯化后可用于进一步的生物功能和作用机理试验。     

人源性抗HBsAg抗体Fab段在酵母中的表达

通过分步整合的方式,将人源性抗乙肝表面抗原（HBsAg）抗体Fab的轻、重链基因分步整合到巴斯德毕赤（Pichia pastoris）酵母GS115菌株的染色体上,经甲醇诱导,成功地分泌表达出抗HBsAg抗体的Fab片段,表达量达50～80mg/L。ELISA结果显示重组酵母分泌表达出的Fab具有较强的结合HBsAg的能力。通过抗Fab的抗体柱亲和层析,纯化出了纯度较高的Fab产品。     

改造稀有密码子提高SEA蛋白表达量

利用重叠PCR技术突变了sea基因上一个稀有密码子簇,将此段中稀有密码子全部更换成E.coli最常用密码子,得到sea^m。将sea和sea^m分别克隆于7ZTS表达载体上,并转化JM109（DE3）菌株。结果表明,sea基因的表达十分微弱,而sea^m基因的表达量十分高,约占菌体总蛋白的15 ％。表达产物在体内具有一定的抗肿瘤活性。     

庚型肝炎病毒E2区cDNA在毕赤酵母中的表达及抗原性鉴定

从含有庚型肝炎病毒(GBVC/HGV)包膜蛋白E2 cDNA(559bp)的质粒pGEX\|E2中,扩增得到能够编码日本血吸虫谷胱甘肽硫转移酶(GST)和GBVC/HGV包膜蛋白E2的融合基因片段。将此长度为1324bp的DNA片段插入到酵母表达载体pPIC9K中,使之位于α因子信号肽下游,且与之同框。通过电激转化将构建的重组表达质粒pPIC9K\|GST\|E2插入到Pichia pastoris GS115菌株染色体中。筛选His\++Mut\+s表型的转化子,震荡培养,用05%甲醇诱导表达5d后,在培养液中得到表达的GSTE2融合蛋白。经过表达条件的优化,GSTE2蛋白可占培养液中总蛋白的50%。通过谷胱甘肽亲和层析柱纯化,GSTE2融合蛋白的纯度可达95%左右。以庚型肝炎病人血清为探针,进行免疫印迹及ELISA实验,结果表明该融合蛋白具有能被庚型肝炎病人血清特异性识别的抗原性。