大豆过氧化物酶在毕赤酵母中功能表达

【目的】大豆过氧化物酶(SBP)作用底物广泛、比活高、热稳定性好,使其在免疫检测、工业污染废水处理领域有着广泛的应用潜力。现有的生产方法主要是从大豆壳中提取,这种方法产量低,成本高,远不能满足于工业应用要求,本研究希望实现在毕赤酵母中高效表达有功能活性的大豆过氧化物酶。【方法】将大豆过氧化物酶基因以及C末端截短20个氨基酸的基因克隆pPIC-9K载体中,并在毕赤酵母X-33中诱导表达。同时还将糖基化位点的天冬酰胺突变成为谷氨酰胺,研究糖基化位点对表达的影响。【结果】全长SBP在毕赤酵母中表达是无活性的,只有截短的SBP△20在试管发酵的表达活力达23.5 U/mL,经过糖基化位点的突变表明130、144、185、197对酶活非常重要,不能突变;211和216位点去糖基化突变对酶活有所提高。【结论】经过发酵条件的优化,在5 L的发酵罐中发酵液上清最高酶活力达510 U/mL,是目前报道的最高水平。     

共表达分子伴侣PDI和Ero1对葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中表达的影响

通过单独表达蛋白质分子伴侣二硫键异构酶(PDI)和共表达PDI和内质网氧化还原酶(Ero1),提高重组葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的分泌表达。将构建的蛋白质分子伴侣表达载体p PICZ/PDI和p PICZ/Ero1-PDI线性化后,电击转化重组毕赤酵母X33/p MD-GOD细胞,用含有250μg/m L G418和50μg/m L Zeocin的YPD双抗平板筛选阳性转化子,阳性转化子进行试管发酵和10 L发酵培养后,分析共表达PDI和Ero1-PDI对GOD表达水平的影响。结果显示,共表达PDI及Ero1-PDI分别使葡萄糖氧化酶在10 L发酵罐中30℃培养,酶活分别达到476 U/m L和736 U/m L,相比原始菌株在相同条件下分别提高了29.7%和100%。整合分子伴侣PDI和Ero1促进蛋白正确折叠明显地提高葡萄糖氧化酶蛋白表达。     

不同信号肽对毕赤酵母表达漆酶的影响

【目的】从毕赤酵母X-33的内源分泌蛋白中寻找高分泌能力的信号肽,以提高漆酶POXA1c的表达水平。【方法】通过二维电泳的数据分析,以及毕赤酵母的基因组测序结果筛选出7种毕赤酵母中高分泌水平的蛋白,利用其引导漆酶的分泌,通过测定漆酶的活力,来确定信号肽的分泌能力。【结果】七种信号肽都能引导漆酶的分泌,其中PHO5和FLO10信号肽,其引导下漆酶POXA1c的活力分别是自身信号肽引导下的2.5倍和2倍。组合信号肽FLO10-αpro和PHO5-αpro引导下漆酶的活力分别为自身信号肽引导下的3倍和3.5倍,分别比在α-MF引导下提高了20%和40%。【结论】毕赤酵母内源分泌蛋白的信号肽可以有效的引导外源蛋白的分泌,漆酶POXA1c在PHO5-αpro信号肽引导下,通过高密度发酵培养后,其漆酶活力达到57.98 U/m L。     

共表达分子伴侣PDI和Ero1对灰盖鬼伞过氧化物酶在毕赤酵母中表达的影响

来源于灰盖鬼伞长度为1 092 bp的CiP目的基因与AOX1启动子一起整合进酵母染色体基因组中。重组蛋白CiP在酿酒酵母信号肽的引导下成功分泌到胞外,质谱鉴定为目的蛋白,成功在毕赤酵母中表达灰盖鬼伞过氧化物酶(CiP)。将伴侣蛋白内质网氧化还原酶1(Ero1)、二硫键异构酶(PDI)分别单独及同时转入CiP酵母受体菌中,研究它们对CiP在毕赤酵母中表达的影响。结果表明:在摇瓶中,相对于无分子伴侣的菌株,单独整合PDI及同时整合Ero1、PDI菌株的CiP酶活分别提高了2.43和2.62倍,活力达到316 U/m L和340 U/m L。挑选同时整合Ero1、PDI伴侣蛋白的CiP菌株,5 L发酵罐进行高密度发酵,酶活最高达到3 379 U/m L,比摇瓶提高约10倍。本实验结果较目前已报道的1 200 U/m L已是最高水平。     

不同信号肽及分子伴侣对中性蛋白酶在枯草芽孢杆菌中分泌表达的影响

通过筛选5个不同的信号肽基因(AmyE、AprE、NprE、SacB、YncM)代替对照质粒pHT43-npr上原始的信号肽基因,整合2个不同的分子伴侣(PrsA、DnaK)到pHT43-npr质粒上,构建重组质粒并转化到枯草芽孢杆菌WB800N中进行诱导表达。结果表明,构建了5株信号肽重组菌株,通过牛奶平板验证无明显水解圈,通过酶活性比较,5株重组菌株中性蛋白酶活性均显著低于对照菌株;成功构建了2株整合分子伴侣的重组菌株,通过牛奶平板验证有水解圈,通过酶活性比较,两株菌株均表达中性蛋白酶,其中重组菌株WB800N/pHT43-npr-PrsA产蛋白酶活性比对照菌株WB800N/pHT43-npr提高了23%,重组菌株WB800N/pHT43-npr-DnaK产蛋白酶活性比对照菌株提高了33%。     

多酶级联反应合成能够促进肠道益生菌生长的纤维寡糖

聚合度2–6的可溶性纤维寡糖是一种具有多种生物功能的低聚糖,它能够促进双歧杆菌(Bifidobacteria)、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracei)等肠道益生菌的增殖,因此对人体肠道微生态具有调节作用。本研究通过在大肠杆菌中表达纤维寡糖磷酸化酶(cellodextrin phosphorylase,CDP),构建Cc 01菌株,并与之前构建的COS 01菌株联合使用,建立了基于COS 01、Cc 01的三酶级联反应催化底物葡萄糖和蔗糖合成纤维寡糖反应体系。经过优化后,最终可溶性纤维寡糖的产量达到97g/L,纯度约为97%,其中含有纤维二糖(16.8wt%)、纤维三糖(49.8wt%)、纤维四糖(16.4 wt%)、纤维五糖(11.5 wt%)和纤维六糖(5.5 wt%)。在纤维寡糖对益生菌株生长促进作用的测试中,以菊粉、低聚木糖、低聚果糖为基准,干酪乳杆菌(WSH004)、副干酪乳杆菌(WSH005)以及嗜酸乳杆菌(WSH 006)利用纤维寡糖(聚合度2–6)为碳源进行生长后,益生菌的生物量(OD600)相比对照增加约2倍。该研究证明了三酶级联反应能够高效合成纤维寡糖,并表明聚合度2–6的纤维寡糖是一类具有促进肠道微生物增殖的功能性碳水化合物。     

采用混合策略提高葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的表达水平

为了提高葡萄糖氧化酶 (GOD) 在毕赤酵母中的表达水平,提出了甲醇/山梨醇混合碳源诱导和共表达分子伴侣二硫键异构酶 (PDI) 和透明颤菌血红蛋白 (VHb) 两种策略。利用对照菌株X33/pPIC9k–GOD 在5 L发酵罐放大培养时,采用甲醇/山梨醇混合碳源诱导,GOD最终酶活为456 U/mL,比只采用甲醇作为单一碳源诱导时GOD最终酶活提高了20%。利用整合伴侣蛋白菌株X33/pPIC9k-GOD/pPICZ-PDI-VHb在5 L发酵罐进行高密度发酵,采用甲醇/山梨醇混合碳源诱导,GOD最终酶活达到716 U/mL,蛋白浓度为7.4 g/L。研究结果对提高外源蛋白在毕赤酵母中的表达有重要参考价值。     

点青霉葡萄糖氧化酶基因的克隆及其酶学性质研究北大核心CSCD

旨在克隆点青霉菌(Penicillium notatum)中的葡萄糖氧化酶基因(GOD),在毕赤酵母(Phchia pastoris)中异源表达,纯化并研究其酶学性质。利用PCR技术从点青霉No.8312菌株的基因组DNA中克隆得到GOD基因,将该基因克隆到穿梭载体p MD-AOX上并在毕赤酵母X33中表达,对纯化后的葡萄糖氧化酶的酶学性质进行分析。结果显示,X33-GOD可高表达具有活性的GOD,在30℃、pH6.5的条件下,其培养液上清GOD酶活可达496 U/mL,比活123.0 U/mg;重组表达的葡萄糖氧化酶最适温度为40-45℃,最适pH为6.0,酶的稳定性研究表明,该酶在pH3.5-7.0区间和温度低于50℃下稳定。1 mmol/L Zn^(2+)对其有激活作用;Ag^+对该酶活性有较大抑制作用。构建出GOD的高产毕赤酵母工程菌株,与点青霉GOD相比,具有更高的发酵酶活和比活。