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。     

人防御素6基因的克隆、亚克隆及在酵母中的分泌表达

探讨人防御素6(HD-6)在毕赤酵母中表达的可行性,为进一步研究HD6的功能提供理论依据和实验基础。采用PCR方法,设计引物从cDNA文库中扩增出人α防御素6基因片段,并将其插入到克隆载体pMD-18T中,再与毕赤酵母表达载体pPICZαA重组,以得到重组的HD-6酵母表达载体pPICZαA/HD-6,并进行琼脂糖电泳和测序鉴定。再将构建好的毕赤酵母重组表达质粒pPICZαA/HD-6经SacⅠ线性化后,应用LiCl法转化毕赤酵母菌株GS115感受态中,Zeocin平板筛选,PCR鉴定转化子。经摇瓶发酵和甲醇诱导,SDSPAGE分析重组HD-6的表达。从cDNA文库中扩增出的HD-6基因片断大小正确;电泳和测序结果均证明已将此片段克隆到酵母表达载体pPICZαA内;线性化的重组质粒pPICZαA/HD-6成功转化进入毕赤酵母感受态中,PCR鉴定结果与预期相符;蛋白电泳证实重组HD-6在酵母中获得分泌表达。提示重组HD-6可以在毕赤酵母中实现分泌表达。     

猪β防御素2成熟肽在酵母中的表达

【目的】将猪β防御素2成熟肽基因片段正确整合到酵母基因组染色体上,从而得到稳定的猪β防御素2成熟肽的毕赤酵母表达株。实现猪β防御素2成熟肽的表达。【方法】首先参考酵母偏爱密码子,设计3段引物序列,利用PCR技术扩增得到β防御2成熟肽基因,构建了重组质粒pPIC9k-GST-pBD-2和pPIC9k-pBD-2。将线性化的重组质粒电转化到毕赤酵母KM71细胞中。最后筛选得到酵母阳性克隆,通过不断调节表达条件,实现猪β防御素2成熟肽的表达。【结果】将GST-pBD-2基因序列和pBD-2基因序列分别成功整合到酵母KM71基因组中,重组毕赤酵母工程菌构建成功;重组酵母蛋白GST-pBD-2和PBD-2都成功获得了表达;PBD-2成熟肽表达上清对猪霍乱沙门氏菌弱毒株C500有一定的抑制作用。【结论】获得表达pBD-2成熟肽的酵母菌株,本实验是用真核细胞表达pBD-2成熟肽的一次探索,为后续大量表达pBD-2成熟肽方法的研究打下了基础。     

人内皮细胞抑制生长素在毕赤酵母中的高效表达

根据人胶原蛋白ⅩⅧNC结构域C末端编码内皮细胞抑制生长素 (Endostatin)的成熟多肽序列 ,人工合成了由毕赤酵母 (Pichiapastoris)中偏爱密码子组成的内皮细胞抑制生长素基因序列。该基因以N端融合的方式正确插入毕赤酵母诱导型表达载体pPICZαA中。通过电激将线性化的重组质粒转化到毕赤酵母SMD1 1 68细胞中 ,筛选获得表达具有生物活性的内皮细胞生长抑制素的高产菌株。在摇瓶发酵水平上 ,产量达到 80mg L。而利用生物反应器进行高密度发酵 ,Endostatin的产量可达 1 2 5mg L。纯化后的Endostatin具有抑制小鼠血管内皮细胞增殖的活性     

重叠延伸PCR法克隆人脂联素基因及其在毕赤酵母中表达

利用重叠延伸PCR法克隆出人脂联素基因, 连接至克隆载体pGEM-T中, 转化大肠杆菌DH5a, 通过测序对其进行序列分析后, 进一步构建毕赤酵母表达载体pPIC3.5K-ADPN, 通过电击法转化毕赤酵母GS115, 转化的重组酵母菌用甲醇诱导外源基因表达。经PCR、Southern blotting鉴定, 获得了重组毕赤酵母菌株; 经甲醇诱导人脂联素基因表达, Western blotting杂交鉴定证明人脂联素基因已经在毕赤酵母中成功表达。结果表明重叠延伸PCR法准确方便克隆出人脂联素基因, 在30oC, 1%甲醇诱导48 h, 人脂联素基因在巴斯德毕赤酵母中的表达最佳。     

猪β防御素1基因在毕赤酵母中的分泌表达

PBD-1是猪防御系统起重要作用的抗菌小肽,为实现其在毕赤酵母中的表达,根据已发表的猪β防御素1(PBD-1)氨基酸序列和酵母偏好密码子,用PCR方法获得PBD-1基因,克隆到分泌型表达载体pPIC9K信号序列α因子之后,构建重组表达质粒pPIC9K-PBD-1,用SalⅠ将其线性化后转化毕赤酵母SMD1168,采用PCR法筛选Mut 表型,在AOX1启动子调控下,分子量约4.5kD的PBD-1抗菌肽得到表达。抗菌特性研究表明,该表达产物对金黄色葡萄球菌有较好的抑菌活性。首次在毕赤酵母表达系统中实现了PBD-1的分泌表达。     

家蝇抗菌肽Domesticin在毕赤酵母中的表达及抑菌活性检测

利用毕赤酵母菌株表达家蝇抗菌肽domesticin基因并检测其抑菌活性。克隆家蝇domesticin基因与pPIC9k质粒相连,构建重组表达载体p PIC9K-domesticin,将其电击转化入毕赤酵母KM71中。甲醇诱导后利用Tricine-SDS-PAGE及Western Blot检测融合蛋白的表达,通过最小抑菌浓度测定表达产物的抑菌活性。结果显示家蝇抗菌肽Domesticin在毕赤酵母中成功表达,抑菌实验表明Domesticin对多种细菌具有抑制作用。Domesticin是一种对受试革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均具有抑菌活性的广谱新型抗菌肽,有望成为新一代抗菌剂。     

人血管内皮抑制素在毕赤酵母中的表达纯化及活性测定

血管内皮抑制素是胶原ⅩⅧ C-末端的一个片段,是一个有效的血管生成抑制因子。本文克隆了人血管内皮抑制素的基因,并用毕赤酵母进行表达,表达量为50.5 mg/L。发酵液上清经SP Sepharose Fast Flow凝胶一步层析,产物纯度达到98%以上,纯化收率达到95%以上。毕赤酵母分泌表达的人血管内皮抑制素具有免疫活性;能明显抑制鸡胚尿囊膜新生血管的生长;并且能特异性地抑制bFGF刺激的人微血管内皮细的迁移,达到抑制效果为50%时所需的蛋白浓度（IC50）为0.4μg/ml。本研究为应用人血管内皮抑制素治疗肿瘤奠定了初步实验基础。     

抑制肿瘤生长活性的内皮生长抑制剂EDI-8t

对内源性的内皮生长抑制剂的序列来源分析后,用RT-PCR方法从人脐带中获得了417bp的cDNA,并克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9,然后转化毕赤酵母GS115获得重组表达菌株。表达菌株通过甲醇诱导表达后,将发酵液通过分离纯化获得重组蛋白纯品,命名为EDI-8t。体外实验结果表明,这个胶原蛋白VIII来源的rhEDI-8t蛋白能特异性地抑制牛主动脉内皮细胞的增殖和迁移,并能引起内皮细胞的凋亡。动物体内实验结果表明,rhEDI-8t蛋白样品可有效抑制裸鼠皮下肝癌肿瘤的生长,抑制效果和参照品endostatin相同。但在小鼠黑色素瘤肺转移模型中,rhEDI-8t显示了高于参照品的抑癌效果。     

抗HER2人源化单克隆抗体在毕赤酵母中的表达及其产物分析

目的:研究抗人表皮生长因子受体2(HER2)人源化单克隆抗体能否在毕赤酵母中表达,并对表达产物进行结构分析和活性测定.方法:合成抗HER2人源化单克隆抗体的全基因,构建轻重链双表达盒表达载体,转入毕赤酵母中;通过表型筛选和诱导表达实验得到抗体表达工程菌,对表达产物进行分离纯化和活性测定.结果:表达产物存在于表达上清中,摇瓶表达水平达到53.7±2.9 mg/L;毕赤酵母表达的抗体的轻重链能够自发通过二硫键装配成正确的抗体结构,其中重链发生了N-糖基化;酵母表达的抗HER2人源化单克隆抗体可以抑制高表达p185(abR2)肿瘤细胞SKBR-3的生长,半数有效浓度为0.17 mg/L.结论:实现了抗HER2人源化单克隆抗体在毕赤酵母中的表达,为毕赤酵母表达系统成为抗体等人用剂量较大的复杂型糖蛋白的大规模、低成本制备平台提供了基础.     

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。     

杂合抗菌肽CecA-Mag的人工合成及其在Pichia pastoris中的分泌表达

根据抗菌肽天蚕素A(cecropinA,CA)N端第1~7个氨基酸残基,马盖宁(magainin,M)N端第2~12个氨基酸残基,以毕赤酵母偏爱的密码子设计合成了杂合肽CA(1~7)-M(2~12)基因,同载体pPICZα-A连接后转化Pichia pastoris受体菌SMD1168,在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,分子量约1.9kDa的CecA-Mag杂合抗菌肽获得表达,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。初步抑菌活性测定,显示该杂合肽对金黄色葡萄球菌、耐氨苄青霉素的大肠杆菌及枯草芽孢杆菌有良好的抑杀活性。酸稳定实验显示pH为3.2时仍具有相当高的活性。热稳定性实验显示该杂合肽100℃加热5min后仍具有抑菌活性。这些特点使得重组抗菌肽CecA-mag在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。     

Expression of recombinant hybrid peptide cecropinA(1-8)-magainin2(1-12) in Pichia pastoris: purification and characterization

Hybrid antibacterial peptide CA-MA (cecropinA(1-8)-magainin2(1-12)) is a linear cationic peptide that has potent antimicrobial properties without hemolytic activity. To explore a new approach of expression of hybrid peptide CA-MA in methylotrophic yeast, Pichia pastoris, the gene of CA-MA was obtained by recursive PCR (rPCR) and cloned into the vector pPICZalpha-A. The SalI-linearized plasmid pPICZalpha-CA-MA was transformed into P. pastoris SMD1168 by electroporation. The expression was induced for 96h with 1.0% methanol at 28 degrees C, pH 5.0. Recombinant CA-MA was purified by reversed-phase HPLC and 22 mg pure active CA-MA was obtained from 1L fermentation culture. Tricine-SDS-PAGE indicated that recombinant CA-MA protein molecular weight is 2.6 kDa. Mass spectrometry of purified CA-MA demonstrated a single large signal for the molecular ion [M+2H+](2+) at 1281.07 m/z, identical to that of the putative protein (2.56 kDa). Antimicrobial assays showed that CA-MA has a broad spectrum of antimicrobial property against fungi, as well as Gram-positive and Gram-negative bacteria. This is the first report on the heterologous expression of a hybrid antibacterial peptide with molecular weight below 3.0 kDa in P. pastoris. Our results demonstrate that functional CA-MA can be produced in sufficient quantities using P. pastoris for use in further studies on functionality and diagnostic applications.     

Expression of insulin-like growth factor-1 of orange-spotted grouper (Epinephelus coioides) in yeast Pichia pastoris

IGF-1 plays a key role in development, growth, and metabolism in teleost. Recombinant fish IGF-1 may be a useful tool for both theoretical research and aquaculture applications. However, using the Escherichia coli expression system has several drawbacks for producing quality fish IGF-1 protein. To explore the yeast expression system for generating fish IGF-1 protein, the cDNA coding for the mature orange-spotted grouper IGF-1 peptide without signal peptide and E domain was cloned into the secreting expression organism Pichia pastoris. Tricine-SDS-PAGE and western blotting analysis of culture medium from methanol-induced expression yeast clones demonstrated that the rgIGF-1 was secreted into the culture medium, had a molecular weight of 8.7 kDa. The production peaked at 24h of induction and the optimal pH for expression was 5.0. The recombinant protein was purified using a combined ammonium sulfate precipitation with Ni(2+) affinity chromatography. Finally, 17.9 mg of the protein was obtained from 420 ml of the culture supernatant and the purity was about 92.4%. Bioactivity of the rgIGF-1 was confirmed by the ability to stimulate proliferation of embryo cell line of grouper (GP cell line) and MFC-7 cell. The present results suggest that the Pichia pastoris expression system can be used to produce a functional rgIGF-1 for both research and aquaculture application.     

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 pastorts)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1．9kD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。     

Expression and characterization of a housefly cecropin gene in the methylotrophic yeast, Pichia pastoris

A 371 bp full-length cDNA (GenBank Accession No. DQ232774) was obtained from housefly Musca domestica by using degenerate primers and subsequent amplification by 5'- and 3'-RACE. The cecropin gene, Mdcec and Mdcec/6His, was cloned into expression pPICZalpha-A vector and was expressed in the methylotrophic yeast, Pichia pastoris. The recombinant Mdcec was purified using cationic exchange chromatography and 1.2mg pure active Mdcec was obtained from 100ml culture broth supernatant. To facilitate purification of Mdcec, the C-terminal 6His-tagged Mdcec was also expressed in P. pastoris. The recombinant Mdcec/6His was purified to homogeneity by a nickel chelating sepharose column and 2.0mg pure active Mdcec/6His was obtained from 100ml culture broth supernatant. Anti-microbial assays demonstrated that Mdcec had broad spectrum of antimicrobial property against fungi, as well as Gram-positive and Gram-negative bacteria. Mdcec/6His showed a similar activity to Mdcec against bacteria, but a slight higher activity against fungi. These results indicate that the 6His-tag can enhance the cationic nature and stability of Mdcec. This is the first report on the heterologous expression of a cecropin and cecropin with a 6His tag in P. pastoris. Our results suggest that the P. pastoris expression system can be used to produce large quantities of fully functional M. domestica cecropin for both research and industrial purpose.     

人骨保护素在毕赤酵母中的分泌表达及表达产物的生物活性分析(英文)

为了在毕赤酵母表达系统中分泌表达人骨保护素 (osteoprotegerin ,OPG) ,以人骨肉瘤细胞系MG6 3的mRNA为模板 ,采用RT PCR法得到人OPG编码区cDNA ,克隆入毕赤酵母表达载体pPICZ B ,电转化毕赤酵母GS115 (Mut+) ,经 3%甲醇诱导分泌表达人OPG与组氨酸的融合蛋白 .SDS PAGE及Western印迹分析表明 ,有分子量约 6 6kD的目的蛋白表达 .纯化后的表达产物加入体外培养的小鼠骨髓细胞培养基中 ,当浓度为 10 0ng ml时 ,象牙片上骨吸收陷窝的数量及玻片上的TRAP阳性多核细胞的数量均减少 (P <0 0 5 ) .而同时加入人OPG的多克隆抗体后 ,这一抑制作用可被拮抗 ,在浓度为 5 0ng ml时则无此作用 .人OPG蛋白在酵母系统的成功表达 ,为该蛋白的进一步应用研究提供了依据 .     

Hepcidin的基因克隆及其在毕赤酵母中的分泌表达

根据已知hepcidin氨基酸序列,参照毕赤氏巴斯德酵母(Pichia pastoris)密码子偏好性,设计合成了hepcidin目的基因。所合成的hepcidin基因全长96bp,其5′端引入KEX2基因产物(Kex2)的特异性识别位点序列,以保证表达产物具有天然N端。通过基因重组的方法将hepcidin基因克隆到pPicZαA载体中,构建了分泌型重组酵母表达载体pPICZαA-Hepc,经电转至毕赤酵母GS115中表达。使用浓度高达1500μg/mL的Zeocin筛选得到高拷贝插入GS115菌株,经摇瓶发酵和甲醇诱导,上清液有明显的hepcidin表达,表达量达到100mg/L。初步抗菌特性研究表明,该表达产物对枯草芽孢杆菌有明显的抑菌作用,而对大肠杆菌抑菌效果不明显。     

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。