恶性疟原虫pfs25多拷贝基因在毕赤酵母中的表达分析

目的:对恶性疟原虫pfs25的多拷贝基因重组菌株在毕赤酵母中进行表达分析,研究基因拷贝数对Pfs25蛋白表达量的影响。方法:构建重组质粒pAO815-αpfs25,利用BglⅡ-BamHⅠ同尾酶的特点,将基因表达框AOX1-αpfs25-AOX1(TT)插入到单拷贝表达质粒,依次重复,构建多拷贝重组质粒pAO815-(αpfs25)n,线性化后电转化毕赤酵母GS115,用MD平板筛选并进行表达分析。结果:构建得到1、2、3、4、5、6、7、8、10、12和14个pfs25基因拷贝的重组菌株,8拷贝pfs25基因的重组菌株表达量最高。结论:成功得到了pfs25基因的多拷贝表达重组菌株,经分析,多拷贝pfs25基因的目的蛋白表达量与其拷贝数并不呈线性正相关。     

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。     

ApCl基因在毕赤酵母中的表达

为了研究ApCl基因的功能,应用基因重组技术将ApCl基因片段克隆入大肠埃希菌—酵母穿梭质拉pGAPZαA,构建重组真核表达质拉pGAPZαA-ApCl,电转化巴斯德单赤酵母GS115,Zeocin筛选出阳性克隆转化子.通过比较转化空载体pGAPZaA和重组载体pGAPZαA-ApCl的不同菌株分别在含有高盐和高山梨醇浓度的液体培养基中生长情况,发现毕赤酵母GS115在转化ApCl基因后其抗旱、抗盐能力显著提高(约3倍),进一步验证了ApCl基因对提高生物抗逆能力有显著作用,为将来分离该蛋白及进一步研究奠定基础.     

恶性疟原虫CSP基因在毕赤酵母中的分泌表达

目的用毕赤酵母表达系统表达恶性疟原虫环子孢子蛋白(CSP),便于恶性疟疾疫苗的进一步研究。方法根据Gen Bank得到恶性疟原虫7G8的基因序列,选取该序列628~1 194位基因,以密码子最佳化为原则合成基因后构建酵母表达载体CSP/p GAPZa A,电转毕赤酵母菌PDI-GS115,获得酵母重组体。三角瓶规模表达重组菌,获得表达上清。结果经SDS-PAGE电泳、Western blot检测表达上清,均显示有目的蛋白表达。结论在毕赤酵母中实现了CSP基因的表达,为恶性疟疾疫苗的研发作了必要的补充。     

毕赤酵母STE13基因敲除对GGH表达及其生物活性的影响

目的:重组毕赤酵母GS115/pPIC9K-GGH表达的人胰高血糖素样肽-1-人血清白蛋白融合蛋白[(GLP-1 A2G)2-HSA,GGH]的细胞活性测评结果显示生物活性较低,这可能与其表达过程中蛋白降解有一定关联.通过对毕赤酵母GS115 STE13基因的敲除,获得一株完整表达蛋白GGH的毕赤酵母宿主,并进一步提高其表达产物GGH的生物活性.方法:采用基于PCR技术介导的Cre-Loxp系统重组技术成功敲除宿主菌GS115的STE13基因,得到一株STE13缺陷型菌株GS115/D13,并通过细胞活性测评系统检测GS115/D13表达产物GGH的生物活性.结果:通过对STE13基因缺陷型菌株GS115/D13与出发菌株GS115/W发酵表达对比,显示GS115/D13菌株表达融合蛋白GGH生物活性有明显提升,且表达量提高了25.8％,两菌株生长无明显差异.结论:STE13基因的敲除成功缓解了GGH表达过程中的降解问题,并相对出发菌株GS115/W大幅度提高了蛋白生物活性.     

恶性疟原虫重组pfs230蛋白在不同表达系统中表达的研究进展

恶性疟原虫pfs230蛋白是恶性疟疾传播阻断疫苗主要的抗原之一,可影响雌雄配子的受精过程,这种疫苗对阻断恶性疟疾的传播至关重要。鉴于pfs230蛋白分子较大,以及独特的富含半胱氨酸的结构特征,体内表达有活性的全长重组pfs230蛋白存在困难。现就pfs230蛋白的生物学特征和恶性疟疾传播阻断型疫苗的活性评价方法,用大肠埃希菌、小麦胚芽无细胞系统、毕赤酵母和昆虫细胞中表达pfs230蛋白的进展,以及在不同表达系统中优化恶性疟疾pfs230蛋白表达的策略作一概述。     

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。     

重组人血清白蛋白-干扰素α2b融合蛋白在PichiaPink系统中的表达

目的:比较PichiaPink表达系统和巴斯德毕赤酵母GS115在表达外源蛋白方面的差异,对PichiaPink表达系统的潜在优点进行评价。方法:以重组人血清白蛋白-干扰素α2b融合蛋白(HSA-IFN-α2b)为报告蛋白,构建相关载体,分别转化PichiaPink系统菌株和巴斯德毕赤酵母GS115菌株,诱导HSA-IFN-α2b表达并测定表达水平;通过SDS-PAGE检测HSA-IFN-α2b在PichiaPink系统中的降解程度。结果:PichiaPink系统几乎所有的转化子都可以表达HSA-IFN-α2b,而GS115菌株只有60%的转化子能表达HSA-IFN-α2b;同一种Pink菌株中,整合有高拷贝数表达载体pPink-HC的菌株表达量高于整合有低拷贝数表达载体pPink-LC的菌株;Pink蛋白酶缺陷菌株在复杂培养基(YPD,BMMY)中HSA-IFN-α2b基本没有降解,而在合成培养基(BSM)中降解现象明显。结论:PichiaPink表达系统产生的转化子较GS115菌株产生的转化子易于筛选;PichiaPink系统蛋白酶缺陷菌株可明显减少外源蛋白降解。这些结果为利用PichiaPink表达系统高水平和大规模制备外源蛋白提供了实验依据。     

灰葡萄孢菌激发子pebC1在毕赤酵母中的分泌表达及其生物活性分析

为了实现激发子PebC1编码基因在毕赤酵母中的分泌表达,采用PCR方法从灰葡萄孢菌BC-4-2-2-1菌株中扩增获得激发子PebC1的编码序列,将其亚克隆至酵母分泌型表达载体pPIC9K中,以此片段构建了pPIC9K-pebC1重组表达质粒。重组表达质粒经Bgl Ⅱ线性化处理,电击转化至毕赤酵母宿主菌GS115,经MD、G418-YPD平板和PCR法筛选,获得了重组毕赤酵母菌GS115/pPIC9K-pebC1。用甲醇诱导重组酵母菌表达目标蛋白,发酵液经SDS-PAGE电泳分析,在约39 kDa处出现特异目标条带。Western blotting检测结果说明,重组表达产物具有良好的抗原性。生物活性检测表明,酵母重组表达蛋白PebC1能够诱导拟南芥和黄瓜幼苗对灰霉病的抗性。     

特异腐质霉中性内切葡聚糖酶Ⅱ基因的克隆及表达

利用RT-PCR的方法,以特异腐质霉（Humicola insolerts）H31-3总RNA为模板,克隆到中性内切葡聚糖酶Ⅱ基因egl2的cDNA,将其插入到表达载体pGAPZαA中,重组质粒经线性化,电击转化毕赤酵母（Pichia pastoris）菌株GS115,筛选到分泌表达重组EGⅡ的毕赤酵母工程菌株。SDS-PAGE检测结果表明,重组EGⅡ在酵母中得到了特异性表达,表达产物的表观分子量约为55kD,同时对工程菌株的发酵条件和重组EGⅡ的性质进行了初步研究。     

A viral vectored prime-boost immunization regime targeting the malaria Pfs25 antigen induces transmission-blocking activity

The ookinete surface protein Pfs25 is a macrogamete-to-ookinete/ookinete stage antigen of Plasmodium falciparum, capable of exerting high-level anti-malarial transmission-blocking activity following immunization with recombinant protein-in-adjuvant formulations. Here, this antigen was expressed in recombinant chimpanzee adenovirus 63 (ChAd63), human adenovirus serotype 5 (AdHu5) and modified vaccinia virus Ankara (MVA) viral vectored vaccines. Two immunizations were administered to mice in a heterologous prime-boost regime. Immunization of mice with AdHu5 Pfs25 at week 0 and MVA Pfs25 at week 10 (Ad-MVA Pfs25) resulted in high anti-Pfs25 IgG titers, consisting of predominantly isotypes IgG1 and IgG2a. A single priming immunization with ChAd63 Pfs25 was as effective as AdHu5 Pfs25 with respect to ELISA titers at 8 weeks post-immunization. Sera from Ad-MVA Pfs25 immunized mice inhibited the transmission of P. falciparum to the mosquito both ex vivo and in vivo. In a standard membrane-feeding assay using NF54 strain P. falciparum, oocyst intensity in Anopheles stephensi mosquitoes was significantly reduced in an IgG concentration-dependent manner when compared to control feeds (96% reduction of intensity, 78% reduction in prevalence at a 1 in 5 dilution of sera). In addition, an in vivo transmission-blocking effect was also demonstrated by direct feeding of immunized mice infected with Pfs25DR3, a chimeric P. berghei line expressing Pfs25 in place of endogenous Pbs25. In this assay the density of Pfs25DR3 oocysts was significantly reduced when mosquitoes were fed on vaccinated as compared to control mice (67% reduction of intensity, 28% reduction in prevalence) and specific IgG titer correlated with efficacy. These data confirm the utility of the adenovirus-MVA vaccine platform for the induction of antibodies with transmission-blocking activity, and support the continued development of this alternative approach to transmission-blocking malaria subunit vaccines.     

乙型肝炎病毒X基因真核表达载体的构建及其在巴斯德毕赤酵母中的表达

目的：在巴斯德毕赤酵母中表达乙型肝炎病毒（HBV）X蛋白,为探讨HBVX蛋白与慢性乙型肝炎及肝细胞癌发生的关系奠定基础。方法：用PCR方法扩增X基因序列,并分别在上下游引入XhoⅠ和XbaⅠ酶切位点,插入pPICZαA载体,转化大肠杆菌TOP10,筛选阳性克隆,对其进行PCR和双酶切及测序鉴定,构建HBVX蛋白毕赤酵母表达质粒pPICZαA-HBx;电击转化毕赤酵母GS115,对阳性克隆进行诱导表达后经SDS-PAGE和Western blotting鉴定目的蛋白。结果：双酶切pPICZαA-HBx后,琼脂糖电泳可分别见到大小约为3.1kb和465bp的片段,表明目的片段已插入载体中,序列测定表明其含有完整的X基因片段,Western blotting结果显示含有pPICZαA-HBx的毕赤酵母GS115能分泌表达X蛋白。结论：构建了毕赤酵母表达载体pPICZαA-HBx,并能在毕赤酵母GS115中分泌表达X蛋白。     

重组小鼠血管内皮生长因子在毕赤酵母菌中的表达和纯化

目的：建立毕赤酵母重组小鼠血管内皮生长因子（mVEGF）的制备方法,为研究mVEGF的生物活性、抗原性等提供基础。方法：通过全基因合成方法获得编码mVEGF的基因片段,将其克隆至表达载体pPICZaA上,电转化整合到毕赤酵母GS115基因组中,用甲醇诱导表达目的蛋白,表达上清经硫酸铵沉淀、SephadexG25柱脱盐、阳离子交换层析三步纯化获得目的蛋白;用还原型和非还原型SDS-PAGE检测目的蛋白的聚体状态,用Westelqq印迹验证纯化蛋白;通过PNGaseF酶切分析目的蛋白的N-糖基化修饰;通过人脐静脉内皮细胞（HUVEC）增殖实验检测目的蛋白的生物活性。结果：获得mVEGF的重组毕赤酵母表达菌株,SDS-PAGE分析可见GSll5表达的重组mVEGF在还原状态下表观相对分子质量约为20×10^3,在非还原状态下约为40×10^3;经Western印迹检测,这些条带均为目的蛋白条带,能被兔抗mVEGF抗体特异性结合,PNGase F酶切后相对分子质量降至18×10^3左右,证明目的蛋白发生了Ⅳ-糖基化修饰;细胞测活实验表明,mVEGF具有刺激HUVEC增殖的生物活性。结论：利用毕赤酵母菌制备了具有生物活性的重组mVEGF。     

猪传染性胃肠炎病毒纤突糖蛋白在毕赤酵母中的分泌表达

目的:利用巴斯德毕赤酵母表达系统表达猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)纤突糖蛋白S。方法:根据GenBank中猪TGEV纤突糖蛋白S全基因设计一对引物,并在5'引物和3'引物中引入EcoRⅠ、NotⅠ酶切位点,2.2kb的目的基因S经PCR扩增后克隆于pBS-T载体,再将S基因经双酶切从T载体切下并与穿梭质粒pPIC9k连接,SalⅠ线性化重组穿梭质粒pPIC9k-S,电转化于毕赤酵母GS115感受态细胞,G418筛选鉴定阳性重组子,经甲醇诱导,SDS-PAGE检测诱导后上清。结果:对pPIC9k-S重组酵母表达载体的测序证实已成功克隆了猪TGEVS基因;重组酵母菌诱导表达后,SDS-PAGE检测结果显示表达产物的相对分子质量约为82×103,且S蛋白以可溶性形式分泌表达于胞外。结论:利用巴斯德毕赤酵母真核表达系统成功表达了猪传染性胃肠炎病毒(河北分离株)纤突糖蛋白S。     

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。     

枯草芽孢杆菌β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中的分泌表达

目的:研制高效分泌表达枯草芽孢杆菌β-甘露聚糖酶的毕赤酵母基因工程菌株。方法与结果:将优化设计的枯草芽孢杆菌MA139β-甘露聚糖酶基因用EcoRⅠ/XbaⅠ双酶切,克隆到诱导型表达载体pPICzαA中α因子信号肽编码序列的下游,转化大肠杆菌筛选重组质粒,转化毕赤酵母X-33感受态细胞,经Zeocin筛选,获得重组表达菌株X-33/mann。将重组菌株在10L全自动发酵罐中进行高密度发酵培养,甲醇诱导72h发酵活力达到2100U/mL。重组甘露聚糖酶的最适催化温度为40℃,最适催化pH值为6.0。结论:枯草芽孢杆菌β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中获得了高效分泌表达,具有开发作为饲料添加剂的潜能。     

Cloning and expression of endo-β-glucanase II gene in Humicola insolens H31-3

Endo-β-glucanase Ⅱ (EG Ⅱ) gene cDNA was isolated from the fungus Humicola insolens H31-3 by RT-PCR.It was cloned into the expression vector pGAPZαA.The resultant recombinant plasmid was introduced into Pichia pastoris GS115 by electroporation after being lin-earized by BspHI digestion.The recombinant Pichia pas-toris strain was obtained and SDS-PAGE showed that the molecular weight of the expression protein was about 55 kD.The cultivation condition and the characteristics of the recombinant EG Ⅱ were also explored.     

毕赤酵母组成型表达脂肪酶及其高通量筛选方法

【目的】获得组成型表达脂肪酶毕赤酵母,建立利用橄榄油罗丹明B平板高通量筛选组成型表达华根霉脂肪酶基因的有效方法。【方法】运用PCR技术从pGAPZαA表达载体上扩增得到GAP启动子片段,插入到表达载体pPIC9K-proRCL中,构建组成型表达载体pGAPK-proRCL。在保留含有同源双交换重组序列的诱导型启动子AOX1序列的基础上,电转化后华根霉Rhizopus chinensis CCTCC M201021脂肪酶基因proRCL表达盒在毕赤酵母基因组上发生双交换整合事件,从而组成型表达单拷贝的华根霉脂肪酶基因。【结果】重组菌发酵144 h后,脂肪酶最高酶活为130 U/mL。利用橄榄油罗丹明B平板高通量筛选组成型表达华根霉脂肪酶基因。【结论】该方法将初筛时间从12 d缩短为3 d,排除了多拷贝突变株的干扰,为后续脂肪酶的定向进化及筛选奠定了基础。     

Cloning and constitutive expression of His-tagged xylanase GH 11 from Penicillium occitanis Pol6 in Pichia pastoris X33: purification and characterization

High-level constitutive expression of xylanase GH11 from Penicillium occitanis Pol6 termed PoXyn2 was achieved using the methylotrophic yeast Pichia pastoris. The PoXyn2 cDNA encoding for a mature xylanase of 320 amino acids was subcloned into the pGAPZαA vector, to construct recombinant xylanse with six histidine residues at the N-terminal and further integrated into the genome of P. pastoris X-33 under the control of the glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAP) constitutive promoter. Activity assay and SDS-PAGE demonstrate that the His-tagged xylanase was extracellularly expressed in P. pastoris and purified to homogeneity by a simple, one-step purification protocol using immobilized metal affinity chromatography (Ni-NTA resin). The purified PoXyn2 showed a single band on SDS-PAGE with an apparent molecular weight of 30 kDa. The xylanase activity was optimal at pH 3.0 and 50°C. The specific activity measured for Oat Spelt Xylan was 8549.85 U mg(-1). The apparent The K(M) and V(max) values were 8.33±0.7 mg ml(-1)and 58.82±0.9 μmol min(-1) ml(-1), respectively, as measured on Oat Spelt Xylan. This is the first report demonstrating the possibility of mass production of P. occitanis xylanase using P. pastoris.