肠激酶轻链在毕赤酵母中的组成型表达

[目的]构建牛肠激酶轻链(EK_L)毕赤酵母组成型高效分泌表达系统。[方法]人工合成MF-α信号肽与EK_L融合基因,克隆于pGAPzα-A和野生毕赤酵母X-33。镍柱纯化EK_L,内切糖苷酶H(Endo H)消化法鉴定糖基化,软件分析糖基化位点,以含EK_L位点的融合蛋白作底物验证酶学活性。[结果]获得了8株EK_L的高抗性毕赤酵母转化子,其中7株可组成型分泌表达目的蛋白,在摇瓶中表达水平约为20 mg/L。分析表明,EK_L表达产物为分子量约43 kDa的N型糖基化蛋白,可有效切割含识别位点的融合蛋白。[结论]成功构建了EK_L毕赤酵母组成型高效分泌表达系统。     

钝顶螺旋藻sod基因真核表达载体的构建与表达

目的:在毕赤酵母中表达钝顶螺旋藻超氧化物歧化酶SOD。方法:以质粒p ET30-sod为模板,采用PCR扩增sod基因,并将其与表达载体p PIC9K相连,构建重组表达质粒p PIC9K-sod。将重组质粒p PIC9K-sod用限制性内切酶PmeⅠ线性化,并电转化入毕赤酵母GS115。利用单菌落PCR筛选整合有重组质粒的阳性转化子,用甲醇进行诱导表达,并在5L发酵罐内进行发酵表达目的蛋白。用改进的邻苯三酚自氧化法测定重组SOD的活性。结果:成功构建了钝顶螺旋藻的sod的真核表达载体,并在毕赤酵母中表达了分子量为22k Da的重组蛋白SOD。发酵罐高密度发酵所获目的蛋白的平均浓度为0.36±0.4 mg/m L,比活性为409±17U/mg。结论:在毕赤酵母中表达了分子量为22k Da的钝顶螺旋藻SOD。     

人骨钙素真核表达载体构建及蛋白表达纯化

[目的]在毕赤酵母真核表达系统中获得人骨钙素(h BGP)蛋白以便用于2型糖尿病新药研究。[方法]人工合成h BGP基因并克隆入真核载体p PIC9K,转化毕赤酵母GS115,0.5%甲醇诱导表达,优化表达时间,实现h BGP的真核表达。获得的目的蛋白经离子交换层析和分子筛等进行纯化,用Tricine-SDS-PAGE检测蛋白表达情况及纯化结果,并以Western blot进行验证。[结果]酶切及基因测序结果显示成功构建了p PIC9K-BGP真核表达载体,经Tricine-SDS-PAGE及Western blot测定均检测到分子量为5.8k Da的目的条带,表明h BGP在毕赤酵母中成功表达并纯化。[结论]构建的p PIC9K-BGP真核表达载体能在毕赤酵母中成功表达分子量为5.8k Da的h BGP蛋白,经纯化后目的蛋白纯度在95%以上。     

季也蒙毕赤酵母菌尿酸酶基因的克隆、重组表达及表征

目的:克隆一种季也蒙毕赤酵母菌的尿酸酶蛋白编码基因,并通过重组表达和表征进行确认。方法:测定酵母细胞株C.G.M.C.C 2.1008的rRNA序列鉴定其所属种,串联质谱分析此天然尿酸酶肽段序列搜索同源蛋白,测定转录组验证其诱导表达属性,据季也蒙毕赤酵母ATCC6260基因组信息推断所得尿酸酶(Uniprot id:A5DFP1)的编码序列设计引物,从C.G.M.C.C 2.1008细胞株cDNA中PCR扩增尿酸酶基因,测序后再克隆至定向表达载体pDE1及pDE2中构建带6His标签的重组表达质粒pDE1-MGU和pDE2-MGU,同时构建无6His标签的表达质粒RMGU。在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达此真菌尿酸酶,SDS-PAGE和MALDI-TOF-MS测定肽段分子质量,以尿酸为底物测定其动力学参数及抑制剂敏感性等性质,并与天然尿酸酶进行比较。结果:rRNA序列表明此菌株为季也蒙毕赤酵母,串联质谱分析胰蛋白酶解肽段表明此天然真菌尿酸酶与尿酸酶A5DFP1高度相似,转录组测序支持此尿酸酶基因高效诱导表达。用所设计引物经PCR从cDNA快速获得编码序列,T载体测序显示其与A5DFP1编码序列仅在第435位碱基不同但氨基酸仍相同。SDS-PAGE发现重组R-MGU肽段约35k Da;MALDI-TOF-MS发现其肽段约17.43k Da且与天然酶一致,但按氨基酸序列计算分子质量仅为33.98k Da,表明其可能存在化学修饰。重组表达带6His标签尿酸酶纯化后比活性接近6.0U/mg;R-MGU米氏常数、代表抑制剂的抑制常数及分子质量与天然尿酸酶无差别,但R-MGU很难纯化,使其相同条件下的热稳定性比纯化天然酶略差。结论:成功克隆了一种季也蒙毕赤酵母菌的尿酸酶,并实现其活性形式的重组表达。     

斑点叉尾鮰LEAP-2和NK-lysin抗菌肽在毕赤酵母中的串联表达

[目的]合成密码子优化的斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)LEAP-2与NK-lysin成熟肽的串联基因(LN),构建真核重组表达载体p PICZαA-LN,实现LN在毕赤酵母中的重组DNA表达并对其纯化。[方法]参考编码斑点叉尾鮰LEAP-2和NK-lysin成熟肽的c DNA序列,根据毕赤酵母(Pichia pastoris)的密码子偏爱性,优化合成LEAP-2与NK-lysin成熟肽的串联基因LN,两者之间通过α因子信号肽酶切位点对应的核苷酸序列连接;选择表达载体p PICZαA,构建重组表达载体p PICZαA-LN;电转化至毕赤酵母X-33,29℃、p H 6.0条件下,采用1.0%甲醇诱导表达目的蛋白;采用阳离子交换层析对表达产物进行分离纯化。[结果]Tricine-SDS-PAGE分析显示,培养72 h的表达产物经阳离子交换层析,获得了重组体LEAP-2成熟肽、NK-lysin成熟肽和两者的串连表达物;LEAP-2成熟肽的分泌表达效率较NK-lysin成熟肽的高。[结论]实验构建了斑点叉尾鮰LEAP-2与NK-lysin串联基因的真核重组表达载体,并在毕赤酵母X-33中成功表达。     

猪PR-39抗菌肽基因在毕赤酵母中的表达

[目的]在毕赤酵母中表达抗菌肽PR-39基因,获得有抗菌活性的PR-39。[方法]根据酵母和猪密码子偏好性,对其密码子进行优化改造。将经SOE-PCR获得的PR-39基因与毕赤酵母表达载体pPIC9K连接,构建重组载体pPIC9K-PR-39。经SacⅠ线性化电击转化毕赤酵母GS115,取阳性克隆进行髙拷贝转化子筛选和诱导表达。[结果]pPIC9K-PR-39重组质粒构建成功,pPIC9K-PR-39菌株发酵产物检测结果对DH5α大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有抑菌效果。[结论]获得了PR-39基因的重组酵母,并用毕赤酵母系统成功地分泌表达了具有明显抗菌活性的抗菌肽PR-39。     

三疣梭子蟹PtCrustin2成熟肽在毕赤酵母中的表达

Crustin主要分布于甲壳动物中,是一种富含半胱氨酸的小分子抗菌肽,在甲壳动物的先天免疫系统中发挥重要作用。根据crustin的一级结构特征可以将其分为不同的类型,本文以三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的PtCrustin2成熟肽为研究对象,通过构建毕赤酵母表达系统,以期实现PtCrustin2成熟肽在毕赤酵母中的重组DNA表达。首先,从其鳃中提取总RNA,通过RT-PCR得到编码PtCrustin2成熟肽的cDNA(m Pt Crustin2),并在其5'和3'端分别引入EcoRⅠ和NotⅠ限制性内切酶位点;然后将此片段与表达载体p PIC9K连接,构建重组表达载体pPIC9K-m Pt Crustin2;电转入毕赤酵母GS115细胞后,以不同浓度的G418筛选到高拷贝酵母转化子,经0.5%甲醇诱导表达和固化金属离子亲和层析(IMAC)分离,获得了纯化的重组体mPt Crustin2,Tricine-SDS-PAGE分析显示其分子量约10.5 k Da;抑菌实验证明重组体mPtCrustin2对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌具有一定的抑菌效果。本研究首次实现了三疣梭子蟹Pt Crustin2成熟肽在毕赤酵母中的重组DNA表达,为进一步研究提供参考。     

人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子的克隆及在毕赤酵母中的表达

采用加长引物5＇端的方法克隆了hGM-CSF的编码基因,克隆过程中对该基因的局部做了密码子优化。然后克隆进毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K,电击转化毕赤酵母。PCR、SDS-PAGE与Western blotting证实hGM-CSF已整合进酵母基因组,摇瓶水平粗蛋白表达量达389mg/L,动物实验证实蛋白产物活性正常,SDS-PAGE与N-糖苷酶F去糖基化分析发现hGM-CSF被糖基化。     

aiiA基因表达载体的构建及其在毕赤酵母中的表达

构建携带N-酰基高丝氨酸内酯酶基因(aiiA)的重组毕赤酵母表达载体pPIC3.5K-aiiA,采用电转化方法转入毕赤酵母GS115,经营养缺陷型培养基、表型鉴定和高G418浓度筛选获得高拷贝表达盒的酵母转化子,用0.5%甲醇诱导表达,RT-PCR鉴定可检测到重组酵母中编码目的基因成熟肽的mRNA,SDS-PAGE和Western blot检测结果表明,aiiA基因在毕赤酵母中成功表达,用指示菌紫色杆菌CV026检测发现目的蛋白具有降解N-酰基高丝氨酸内酯的活性。     

重组人源性抗HBsAg Fab抗体的肽质量图谱分析

重组人源性抗HBsAg Fab抗体具有较好的特异性和抗原结合活性,为了更好的阐明毕赤 酵母表达的重组人源性抗HBsAg Fab抗体的性质,用基质辅助激光解析飞行时间质谱(MALDI- TOF-MS)对重组Fab抗体的分子质量和肽质量图谱进行了分析。结果显示,毕赤酵母表达的重组 人源性抗HBsAg Fab抗体的分子质量为50678．49Da,与根据其一级结构计算的理论分子质量相 比多2763．84 Da,显示酵母表达的重组Fab抗体为糖蛋白。用胰蛋白酶酶解重组Fab抗体后进行 MALDI-TOF-MS分析显示,大部分的酶解肽段均能检测出来。结果表明毕赤酵母表达的重组Fab 抗体与预期的结构一致。     

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。在甲醇诱导下,重组菌株P.pastoris-EGⅣ1可以合成并分泌EGⅣ,培养液的CMC活力达到2．11U／mL。     

基于重组毕赤酵母的斑点叉尾鮰β-防御素表达

β-防御素是斑点叉尾鮰Ietalurus punetaus抵御病原微生物侵染的首要蛋白质免疫因子,其一级结构包含氨基端24个氨基酸组成的信号肽和羧基端43个氨基酸组成的成熟肽,该成熟肽赋予β-防御素的生物学活性。文中首次构建了产斑点叉尾鮰β-防御素的毕赤酵母Pichiapastoris重组菌株,实现了基于真核表达的斑点叉尾鮰β-防御素的生物合成。首先通过RT-PCR从斑点叉尾鮰皮肤中分离β-防御素成熟肽基因"IPBD",将其与表达载体p PICZαA连接并转入毕赤酵母X-33后,获得重组毕赤酵母菌株;经含1 000μg/m L博来霉素的培养基筛选,获得高拷贝重组菌株。以BMM培养基(无氨基氮源培养基)替代BMMY培养基(含氨基氮源培养基),对重组菌株的发酵培养条件进行优化,确定其产斑点叉尾鮰β-防御素的最适条件为:28℃、250 r/min、1.0%甲醇诱导表达96 h。重组菌株产物经镍离子亲和层析获得分子量为5.98k Da的纯化蛋白,基于MALDI-TOF-TOF的质谱分析证明该纯化蛋白为重组IPBD。抑菌活性测定结果表明重组IPBD对革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、单增李斯特菌Listeria monocytogenes以及革兰氏阴性的铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa的抑菌率分别为69.6%、71.6%和65.8%。本研究为鱼类来源天然小分子抗菌肽的开发提供了可参考的重组DNA技术。     

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。     

地鳖虫纤溶活性蛋白cDNA序列克隆与毕赤酵母表达

依据已报道的地鳖虫成熟肽cDNA序列设计引物,通过RT-PCR法从地鳖虫(Eupolyphage sinensis Walker)中克隆得到675 bp地鳖虫纤溶活性蛋白 (fibrinolytic protein,EFP)成熟肽编码序列.将此片段克隆到表达载体pPICZα-A中,转化毕赤酵母GS115,甲醇诱导表达得到重组表达蛋白,经SDS-PAGE电泳和活性鉴定,表明重组EFP在毕赤酵母中均获得表达,重组表达蛋白相对分子质量为28.2 kD,表达产物分子质量与理论分子质量相符.重组蛋白在毕赤酵母中以分泌形式表达,具有纤溶活性.     

理性设计和基因剂量效应提高米根霉脂肪酶ROL的表达水平

[目的]实现米根霉(Rhizopus oryzae)脂肪酶ROL在毕赤酵母(Pichia pastoris)中的高效表达,为其产业化奠定基础。[方法]通过基因的理性设计提高其在毕赤酵母中的表达水平,再通过构建含串联的ROL基因的表达载体,获得含多拷贝ROL基因的重组菌株,拟通过提高ROL基因在宿主细胞中的基因剂量来进一步提高其表达量。[结果]基因的理性设计和基因剂量有效地提高了ROL基因在毕赤酵母中的表达量。原始ROL基因重组表达菌株活性最高的为260 U/mL。进行密码子优化后,发酵罐条件下,其活性最高的为26 500 U/mL,前后相比较,酶活力提高10倍。[结论]成功获得了脂肪酶ROL高效表达的菌株,完成了在小型发酵罐中的产酶能力评估,为该酶的工业化生产奠定了基础。     

新型猪胃蛋白酶原突变体真核表达体系构建

[目的]构建4种新型猪胃蛋白酶原突变体真核表达体系。[方法]以含有猪胃蛋白酶原基因的环状质粒pPICZαA-PGA为模板,对猪胃蛋白酶活性关键氨基酸Asp32和Asp215相关的S35、G76、T216和T218 4个位点定点突变;突变质粒鉴定后电转化至毕赤酵母X-33;qPCR鉴定高mRNA表达转化子;以甲醇诱导表达4 d后SDS-PAGE及酶活测定检测目的蛋白。[结果]成功构建4种新型猪胃蛋白酶原突变体mPG-S35A、mPG-G76A、mPG-T216A和mPG-T 218A;阳性克隆率超过90%;SDS-PAGE检测到清晰的目的蛋白条带,分子量约为48 k Da,4种突变体的酶活分别是11.3 U/mL、22.6 U/mL、16.9 U/mL、13.7 U/mL。[结论]SDS-PAGE检测到4种分子量48 k Da的突变猪胃蛋白酶原清晰条带,四者酶活在11.3~22.6 U/mL之间,成功构建4种新型猪胃蛋白酶原突变体在毕赤酵母以外分泌表达的体系。     

鸡碳酸酐酶4基因在毕赤酵母中的表达

[目的]通过毕赤酵母的表达获得鸡碳酸酐酶4(CAⅣ)蛋白。[方法]根据鸡CAⅣ的序列,结合毕赤酵母密码子的偏好性,合成CAⅣ基因。将CAⅣ基因克隆到pPICZαA真核表达载体,获得重组表达质粒pPICZαA-CAⅣ。将其电转毕赤酵母GS115后,获得重组毕赤酵母菌GS115/pPICZαA-CAⅣ。用终浓度为1%的甲醇对重组阳性菌进行诱导表达,通过SDS-PAGE和Westernblot法检测蛋白的表达,并用Ni离子亲和层析法对表达出的蛋白进行纯化。[结果]成功构建了表达载体pPICZαA-CAⅣ,转化重组酵母菌后可分泌出36kDa左右的CAⅣ蛋白,并通过Ni离子亲和层析法获得了单一性的目的蛋白CAⅣ。[结论]获得分子量约36kDa的鸡CAⅣ蛋白。     

rSalmosin-Mel融合蛋白在毕赤酵母中表达及活性研究

[目的]构建rSalmosin-Mel融合蛋白毕赤酵母真核表达载体,建立表达纯化工艺并初步评价其抗肿瘤活性。[方法]rSalmosin-Mel基因同pPIC9K相连,构建pPIC9K/rD-M真核表达载体,电转化至毕赤酵母菌GS115中。对重组菌的发酵时间、甲醇浓度及培养基pH进行优化。采用QSepharose HP和Sephadex G-75层析技术纯化重组蛋白rD-M。通过MTT比色法检测rD-M对MCF-7细胞增殖的抑制作用。[结果]获得了高效分泌表达rD-M融合蛋白的酵母工程菌株,确定了在28℃、pH 6.0、浓度为1.5%甲醇诱导96 h发酵条件。通过层析纯化出纯度大于95%的重组蛋白。MTT实验结果表明,0.25、0.5、1、2和4 nmol/L的rD-M对MCF-7细胞增殖具有明显的抑制作用。[结论]实现了rSalmosin-Mel融合蛋白在毕赤酵母中最优条件下的分泌型表达,为其作为基因工程抗肿瘤药物奠定基础。     

抗菌肽牛乳铁蛋白肽衍生肽在毕赤酵母中的表达及活性鉴定

利用巴斯德毕赤酵母系统表达抗菌肽牛乳铁蛋白肽衍生肽简称LfcinBD,获得的表达产物具有较强的抗菌活性.将人工设计的用化学合成法合成的以酵母偏爱密码子编码的LfcinBD基因片段克隆到巴斯德毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中,获得的重组质粒pPIC9K-LfcinBD通过限制性内切酶Sac Ⅰ酶切线性化,电击法转化毕赤酵母GS115宿主菌,G418抗性筛选,得到高拷贝转化子.经PCR检测,LfcinBD基因与毕赤酵母染色体稳定整合.阳性克隆经甲醇诱导表达LfcinBD,诱导表达5 d,每24 h取上清1 mL,进行抑菌试验.结果表明,抗菌肽牛乳铁多肽衍生肽基因已整合到酵母细胞基因组中并获得表达,经0.5%甲醇在30℃诱导48 h可产生较强抗菌活性的抗菌肽,而且对氨苄青霉素抗性的大肠杆菌亦有较强的抑菌作用.     

靶向EGFR二聚化界面单链抗体的构建及表达

[目的]构建靶向EGFR二聚化界面的单链抗体。[方法]构建单链抗体的基因并进行密码子优化,克隆于表达载体p GAPZα-A和毕赤酵母X-33。镍柱纯化目的蛋白,并对EGFR高表达细胞A431和EGFR正常表达细胞NIH-3T3进行体外抑制分析和抗磷酸化分析。[结果]纯化获得了分子量大小约29. 0 k Da的EGFR dimer Sc Fv蛋白。在48h体外抑制实验中,534 nmol/L EGFR dimer Sc Fv对A431和NIH-3T3的抑制率分别为34. 92±1. 30%和5. 89±0.46%,抑制作用与母本抗体相似。Western Blotting分析表明,EGFR dimer Sc Fv能显著抑制A431细胞EGFR磷酸化,而对NIH-3T3细胞显著无抑制作用。[结论]初步验证了靶向EGFR二聚化界面的单链抗体作为新型抗体药物的可行性,为后续研究奠定了基础。