碱性果胶酶在重组毕赤酵母中高效表达的关键因素研究

为提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的产量和生产强度,在摇瓶条件下优化了重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的关键因素。结果表明,以下条件：初始甘油浓度40g／L、初始甲醇浓度3.1g甲醇／gDCW、每24h添加0.51g甲醇／gDCW、诱导表达周期72h、250mL三角瓶诱导培养基装液量30mL、初始pH6,0,最适于菌体生长与产物表达。在此基础上,7L罐上通过恒速流加甘油进一步提高细胞密度,诱导阶段甲醇采取前期恒速流加和后期DO-stat,发酵结束菌体干重达80g／L,酶活为217U／mL,比摇瓶结果提高了66.2％。     

毕赤酵母工程菌表达乙肝表面抗原结合蛋白(SBP)的发酵纯化工艺研究

乙肝表面抗原结合蛋白(HBsAg binding protein,SBP)是以HBsAg为探针,通过人肝cDNA噬菌体表达库筛选的一种人源蛋白。SBP可特异性结合乙肝表面抗原(Hepatitis B virus surface antigen, HBsAg),增强乙肝疫苗的免疫效果,是一种潜在快速高效的免疫佐剂。成功构建了分泌型高表达SBP的毕赤酵母工程菌。对该菌株进行了放大规模发酵表达,并对纯化工艺进行了研究。在发酵实时检测过程中,自诱导剂甲醇加入开始,SBP蛋白的分泌表达量随时间推移而逐渐增加,发现于38h达到最佳水平且此时杂蛋白含量最少,是放罐收集菌液的最佳时间。18L发酵液在低温离心除菌体和沉淀物后可得到15L的上清液,再利用截留量为5kDa的超滤膜包将上清液浓缩至2L,将浓缩后的上清液依次通过S200分子筛柱和TDEAE阴离子交换柱进行分离纯化,可得到300ml浓度为1.125mg/ml、纯度达98%的目标蛋白液,发酵液得率为22.5mg/L;最后将蛋白液定量分装冻干低温保存。所获得的放大规模SBP发酵诱导表达条件和SBP蛋白的分离纯化工艺,为SBP蛋白大规模生产奠定了坚实的基础。     

产HSA—CP融合蛋白毕赤酵母的发酵条件优化

为提高重组毕赤酵母生产人血清白蛋白-C肽融合蛋白（HSA—CP）的产量和生产强度,在摇瓶条件下考察了甲醇诱导时间和浓度对目的蛋白产量的影响。结果表明,质量浓度10g/L的甲醇诱导72h最适于产物表达。通过对7L发酵罐中各因素的优化,得到最佳条件为：初始甘油质量浓度10g/L,30℃培养,菌体生长期和诱导期的pH及溶氧分别控制在pH5．0、30％溶解O2或pH6．0、15％的溶解O2。10g/L的甲醇诱导72h,最终使干细胞质量浓度达到56．43g/L,目的蛋白产量达368．45mg／L。生产强度为3．920mg/（L·h）,目标蛋白的比生产速率为5．12mg/（L·h）。     

碱性果胶酶在重组毕赤酵母中高效表达的关键因素研究

为提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的产量和生产强度, 在摇瓶条件下优化了重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的关键因素。结果表明, 以下条件：初始甘油浓度40 g/L、初始甲醇浓度3.1 g甲醇/g DCW、每24 h添加0.51 g甲醇/g DCW、诱导表达周期72 h、250 mL三角瓶诱导培养基装液量30 mL、初始pH 6.0, 最适于菌体生长与产物表达。在此基础上, 7 L罐上通过恒速流加甘油进一步提高细胞密度, 诱导阶段甲醇采取前期恒速流加和后期DO-stat, 发酵结束菌体干重达80 g/L, 酶活为217 U/mL, 比摇瓶结果提高了66.2%。     

重组人干扰素ω在对数生长期毕赤酵母中的高效表达特性研究

用不同比生长速率μ的毕赤酵母探讨其表达外源重组蛋白的差异性,通过起始pH值、甲醇诱导浓度和周期、菌体浓度、装液量等实验,优化具有较高μ的对数生长期毕赤酵母表达rhIFNω的摇瓶条件。结果表明,μ对毕赤酵母表达rhIFNω有显著影响。μ为0.1612h-1的毕赤酵母表达rhIFNω最高为558mg/L,较μ为0.1321、0.0505和0.0052h-1的毕赤酵母分别提高50%、68%和99%。对数生长期的毕赤酵母表达rhIFNω的最适摇瓶表达条件为:250mL摇瓶装入30mL BMMY,控制菌体浓度达到200~300g/L(WCW),起始pH值自然,每24h添加甲醇15g/L一次,诱导表达周期为4d。通过表达条件的优化,rhIFNω的表达量达到1070mg/L,较优化前提高149%。     

发酵条件对毕赤酵母表达重组人干扰素ω糖基化的影响

发酵条件是影响毕赤酵母 (P .pastoris)表达外源重组糖蛋白时糖基化的重要因素。通过菌体浓度、起始pH值、甲醇诱导浓度和周期、装液量等摇瓶发酵实验 ,研究不同发酵条件对毕赤酵母表达分泌型重组人干扰素ω(rhIFNω)过程中糖基化的影响 ;同时 ,在连续培养过程中考察pH值变化对rhIFNω糖基化的影响和分批发酵过程中rhIFNω糖基化的变化。结果表明 ,控制菌体密度 250g L(WCW)、起始pH值 6 0、装液量小于 30mL、甲醇诱导浓度 15g L、甲醇诱导 3次 (每 24h诱导一次 )等发酵条件 ,有利于摇瓶发酵过程中rhIFNω的糖基化 ;控制pH值 70～75可促进rhIFNω的糖基化 ;分批发酵过程中 ,糖基化与非糖基化rhIFNω的含量有同比变化趋势 ,但糖基化rhIFNω所占比例明显低于摇瓶发酵实验的结果 ,其原因有待进一步研究。     

甲醇诱导模式对重组人白介素11发酵的影响

目的：建立一种在150L发酵罐中提高rhIL-11蛋白产出率的控制方法。方法：研究在毕赤酵母表达rhIL-11的发酵过程中,分别采用间歇法(甲醇浓度0．5%,每24h诱导一次)、分批补料法(甲醇补料速度在8h内从2．88ml/min提高至8．64ml/min)以及恒甲醇浓度法(利用甲醇浓度传感器检测并控制甲醇补料速度使甲醇浓度始终保持0．5%左右)的不同甲醇诱导模式,对工程菌生长及目的蛋白表达的影响。结果：采用间歇法的菌浓OD_(600)可达到80、rhIL-11表达浓度可达到0．1mg/ml;分批补料法的菌浓OD_(600)可达到240、rhIL-11表达浓度可达到1．0mg/ml;恒甲醇浓度法的菌浓OD_(600)可达到300、rkIL-11表达浓度可达到1．0mg/ ml。结论：rhIL-11蛋白产出率,恒甲醇浓度法(约0．12g/d·L)比间歇法(约0．01g/d·L)和分批补料法(约0．09g/d·L)都高,分别提高了12～13倍和30～40%。     

不同控制模式对毕赤酵母表达IL-2-HSA的比较研究

以溶氧（DO）和甲醇浓度作为控制指标,分别考察了诱导表达阶段DO和甲醇浓度对毕赤酵母高密度发酵表达白介素-2-白蛋白融合蛋白（IL-2-HSA）的影响。通过实验比较得出：诱导阶段控制DO对IL-2-HSA表达影响不明显,而甲醇浓度对IL-2-HSA影响很大。高甲醇浓度（15～25g／L）有利于IL-2-HSA的表达,发酵结束时的表达量约是低甲醇浓度（5～8g／L）诱导下的2倍。此外,在诱导阶段,通过限制性添加甘油可以有效提高菌体的呼吸活性,促进菌体生长。     

酵母表达肌肉生长抑制素前肽发酵工艺的优化

突变型肌肉生长抑制素前肽（MMP）在治疗肌肉萎缩症和培育多肌肉牲畜上有着广泛的应用前景。以重组表达MMP的毕赤酵母工程菌为模式,对该工程菌在30L发酵灌中培养与诱导备件进行优化,建立该表达系统大规模发酵的最佳生产条件,以期荻得最短的发酵时间和最低的生产损耗。毕赤酵母发酵过程通常分为3个阶段：分批培养（基础培养）阶段、分批补料培养阶段、诱导阶段。对发酵过程的第2与第3阶段进行了优化。通过分步提高甘油流加速度：以20mL／L·h^-1的速度流加5h、以30mL／L·h^-1的速度流加5h、以50mL／L·h^-1速度流加14h,并通入纯氧气,维持60％的溶氧度,使甘油流加阶段的时间从常规的48h缩短至24h,即只需24h即可达到常规方法48h才能达到的菌体密度。在诱导表达阶段,通过甘油与甲醇的交替流加,同时对发酵液中甲醇含量的实时监测,保持甲醇的浓度不超过0．5％的高限,使诱导的时间从常规的72h缩短至36h,而且表达量提高了约1倍。优化后,整个发酵周期从120～148h缩短至72～80h,显著提高了MMP蛋白的生产效率。     

海参i-型溶菌酶在毕赤酵母基因工程菌中优化表达及纯化

将实验室已构建的毕赤酵母基因工程茵(pPIC9K-SjLys/GS115)作为海参i-型溶茵酶生产菌株,本研究分别从甲醇浓度、培养基pH、温度和诱导时间对其产酶发酵条件进行优化.实验得出甲醇诱导浓度为1.0％,发酵培养基初始pH 6.0,温度30℃,培养96 h为最佳目的蛋白表达条件,其发酵液中海参i-型溶菌酶含量达10.63 mg/L.将发酵液经离心和超滤浓缩后得到上清液,再经离子交换和凝胶过滤层析纯化获得海参i-型溶菌酶产品,其酶活力达826.44 U/mg.经测定该酶对革兰氏阳性菌溶壁微球菌和革兰氏阴性菌副溶血弧菌均具有明显的抑菌作用.     

过量表达自身hemA基因的重组大肠杆菌发酵生产5-氨基乙酰丙酸的研究

研究了优化重组大肠杆菌产5-氨基乙酰丙酸（ALA）的条件,提高大肠杆菌发酵生产AL气的产量。在测定重组大肠杆菌GT48的生长曲线的基础上,确定诱导时间,优化摇瓶发酵条件。然后,进一步在5L发酵罐上进行间歇和流加发酵研究。摇瓶实验表明,细胞培养最佳初始pH为6．5,最佳诱导时间为稳定期前期,最佳接种量为2％,过高的葡萄糖浓度对细胞生长和产物合成均有一定的抑制作用。在5L发酵罐间歇发酵中,重组菌产ALA能力达到47．8mg／L。采用流加发酵可以进一步将产物产量提高到63．8mg／L。构建的过量表达自身的hemA基因的大肠杆菌具有较高的产ALA能力,通过发酵条件优化和采用流加发酵可以提高AL气产量。     

表达血管生长抑制素的重组毕赤酵母在诱导阶段混合碳源的流加

为进行高密度发酵并实现外源基因的高表达,在表型为Mut^S的重组毕赤酵母（Pichia pastoris）表达人血管生长抑制素的诱导阶段,采用了甘油甲醇混合补料的培养方式。以溶氧水平作为甘油代谢指针来控制甘油限制性流加既可维持一定菌体生长,又不会发生发酵液中残余甘油及有害代谢产物（乙醇）阻遏蛋白表达。当表达阶段的菌体平均比生长速率控制于0.012h^-1,菌体浓度达150 g/L,血管生长抑制素浓度最高达到108 mg/L,血管生长抑制素的平均比生产速率为0.02 mg/(g·h),菌体关于甘油的表观得率为0.69 g/g,菌体关于甲醇的表观得率为0.93g/g,较没有采用甘油限制性流加时都有所提高。     

Evaluation of Mut+ and MutS Pichia pastoris phenotypes for high level extracellular scFv expression under feedback control of the methanol concentration

Extracellular secretion of over 4 g x L(-1) of the A33 scFv antibody fragment was achieved in Pichia pastoris at the 10 L bioreactor scale using minimal medium and feedback control of the methanol concentration. Since methanol acts as both inducer and carbon source, its close regulation is a crucial factor in achieving optimal fermentation conditions. The antibody fragment production levels of both Mut+ and MutS phenotypes were compared in a bioreactor under closed-loop PID control of the methanol level. As expected, the MutS phenotype has a growth rate lower than that of the Mut+ (0.37 vs 1.05 d(-1)) when growing under methanol. However, protein productivity and cell yield on substrate are almost double that of the Mut+ (18.2 vs 9.3 mg A33 sc per gram of methanol). Induction at wet cell weight of 350 g x L(-1) for the MutS also has a positive effect on the final product concentration. Both Mut+ and MutS phenotypes reach a maximum biomass density around 450 g x L(-1) wet cell weight, independent of methanol concentration, reactor scale, or induction density. This reactor configuration allows for reproducible fermentation schemes with different Pichia pastoris phenotypes with AOX promoters, without prior knowledge of the culture growth parameters.     

多拷贝毕赤酵母重组菌表达GCL摇瓶优化和高密度发酵

目的:构建高效表达白地霉脂肪酶的毕赤酵母重组菌株,并对筛选得到的菌株进行摇瓶发酵条件优化和分批补料高密度发酵工艺研究。方法:将诱导型表达载体pPIC9K-gcl电转化至毕赤酵母GS115。通过橄榄油-罗丹明B平板和摇瓶发酵筛选高脂肪酶活力的重组菌株,运用基于TaqMan探针的实时荧光定量PCR 法确定其拷贝数,并对菌株进行摇瓶发酵条件优化。在此基础上,研究重组菌在3L 发酵罐中的高密度发酵工艺。结果:筛选得到一株具有3 个白地霉脂肪酶基因拷贝的菌株GS115/pPIC9K-gcl 78#,初始酶活力为220 U/ml。当摇瓶发酵条件为甲醇诱导96 h,每24 h甲醇添加量1 %,接种量2 %,培养基初始pH 7.0,500 ml摇瓶装液量50 ml,甲醇诱导温度25℃ 时酶活力达735 U/ml。3L 发酵罐高密度发酵176.5 h,酶活力达到3360 U/ml,总蛋白含量达到4.30 g/L,且发酵过程中细胞活性一直保持在96 % 以上。结论:基因拷贝数与重组菌株的产酶水平呈正相关,摇瓶优化可显著提高重组菌株的产酶能力,为白地霉脂肪酶的工业化生产奠定了技术基础。     

甲醇/山梨醇共混流加控制溶氧改善毕赤酵母表达猪圆环病毒Cap蛋白的发酵性能

研究在重组毕赤酵母(GS115,Mut+)表达猪圆环病毒Cap蛋白的发酵过程中,甲醇毒害作用以及溶氧波动影响目的蛋白的正常表达。基于对甲醇和山梨醇代谢途径的分析,将C源流加的手动调节与反馈控制相结合,提出了1种新型的甲醇/山梨醇共混诱导策略,能够将溶氧稳定地控制于某一设定值,同时避免甲醇毒害作用。使用该策略将溶氧控制于20%的批次,C源(甲醇和山梨醇)添加过少,导致Cap蛋白表达量较低(54 mg/L);而将溶氧控制于10%的批次,C源流加速率适宜,Cap蛋白表达量达到198 mg/L,表达水平明显高于采用传统甲醇诱导策略(0 mg/L)和DO-stat诱导策略的批次(121 mg/L)。     

重组巴斯德毕赤酵母发酵生产几丁质酶的条件优化研究

研究了利用重组巴斯德毕赤酵母诱导表达重组几丁质酶的条件。在摇瓶水平上研究了诱导时间、pH、甲醇流加量、油酸等因素对重组几丁质酶表达的影响。结果发现诱导108h蛋白表达量最高;偏酸性环境不利于蛋白表达,维持在pH5.5～6.0最佳;甲醇最佳诱导浓度为1%;添加0.05%的油酸有助于提高蛋白表达量。在此基础上通过正交试验设计优化了培养基配方,在优化条件下,蛋白表达量达171.99mg/L,酶活达49.58U/mL。     

内皮细胞抑制素酵母工程菌的高密度发酵及产物纯化和活性分析

用 30升发酵罐研究了内皮细胞抑制素 (EDN)酵母工程菌P .pastorisGS115 (pPIC9K EDN)的高密度发酵工艺 ,摸索出发酵培养基 ,pH ,诱导时间等对菌体生长和基因表达的影响 .根据所确定的最适条件进行发酵 ,通过补料和甲醇诱导 4 8h后 ,工程菌GS115 (pPIC9K EDN)生物量的A60 0 值达到 2 5 0 ,分泌量为 15 0mg L .发酵液经StreamlineSP ,SepharoseSPFF离子交换柱和Sepharose HeparinHiTrap亲和柱纯化 ,产物纯度达 97%以上 ,回收率为 6 0 % .Western印迹结果表明 ,酵母工程菌GS115 (pPIC9K EDN)表达的重组人内皮细胞抑制素具有天然EDN的免疫原性 .MTT法和抑癌实验结果显示 :纯化产物能抑制人脐静脉内皮细胞的增殖并能抑制移植于小鼠的黑色素瘤的生长 ,其平均抑瘤率是 94 2 % .