纳豆激酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

纳豆激酶纳是从日本传统食品纳豆中发现的一类具有溶栓效果的蛋白酶,由于其具有安全,高效,作用时间长,易吸收,廉价等优点,现在正成为一个开发治疗血栓类疾病药物的研究热点。从本实验室保存的一株高溶栓的纳豆杆菌N07出发,提取总基因组DNA,利用PCR手段扩增获得了纳豆激酶长为825bp的成熟肽基因片段。构建重组表达质粒pPICZaA-NK,经EcoR I、Xba I双酶切、PCR、测序验证得出重组表达质粒上的外源基因即为825bp的目的片段;将重组质粒pPICZaA-NK用内切酶Sac I线性化后电击导入毕赤酵母X33,通过含Zeocin的YPDS平板筛选获得重组酵母。重组酵母在BMMY培养基中发酵培养,用1%甲醇诱导目的蛋白表达。用纤维蛋白平板法检测发现发酵上清具有纤溶活性,经硫酸铵盐析、透析、Sephadex-G50过柱等步骤分离得到纳豆激酶蛋白,进行SDS-PAGE鉴定表明,表达的纳豆激酶蛋白分子量为27KD。以尿激酶为标准,实验所得纳豆激酶发酵上清液溶栓活性约为195U/mL。成功的将纳豆激酶成熟肽基因在毕赤酵母X33中表达,为纳豆激酶基因工程进一步研究奠定基础。     

HrpN基因在毕赤酵母中的克隆表达与活性检测

将hrpN基因插入毕赤酵母表达载体pPIC6αA的醇氧化酶（AOX1）启动子下游,构建重组表达载体pPIC6aA-hrpN,经电击转化毕赤酵母菌株X-33和杀稻瘟素筛选,得到高效分泌表达harpin Ea的毕赤酵母菌株。经初步纯化、SDS-PAGE分析和生物测定,结果显示,诱导96h的此重组菌大量表达harpinEa表达产物具有诱导烟草超敏感反应的功能,活性高于在大肠杆菌中表达的harpinEa。     

中华鲟半胱氨酸蛋白酶抑制剂在毕赤酵母中的表达和活性分析

为研究鱼类半胱氨酸蛋白酶抑制剂（Cystatin）的功能并探索其在水产加工和病害防治中的应用潜力,将PCR改造后的编码成熟肽中华鲟（Acipenser sinensis）cystatin 基因亚克隆到毕赤酵母整合型表达载体pPICZαA,氯化锂法转化毕赤酵母菌株GS115,构建表达cystatin的酵母基因工程菌。经甲醇诱导、SDSPAGE检测培养基上清液,表明中华鲟cystatin在毕赤酵母中实现了高效表达,重组cystatin表达量约为215mg·L^-1。纯化后重组蛋白纯度达94.2%。生物活性检测结果表明,1μg重组中华鲟cystatin约能抑制15μg木瓜蛋白酶的水解活性。     

治疗糖尿病的短肽药物GLP-1在毕赤酵母中的分泌表达

利用毕赤酵母表达治疗糖尿病的短肽药物GLP-1(胰高血糖素样肽-1)。以pUC18GLP-1 为模板进行PCR,将获得的GLP-1基因片段克隆到pMD18T-vector上,然后将SmaI和NotI双酶切获得的基因小片段插入到表达载体pPIC9上,完成表达载体pPIC9GLP-1的构建,SacI线性化重组质粒,通过醋酸锂转化法转化毕赤酵母GS115感受态细胞,成功构建了能够分泌抗二肽酶Ⅳ降解的长效促胰岛素激素的毕赤酵母工程菌株。结果表明毕赤酵母6号菌株的GLP-1分泌表达产量最高可达 100．00 mg／L．实现了GLP-1在毕赤酵母中的表达,为进一步开发治疗糖尿病新型短肽药物的研究奠定了基础。     

人胰高血糖素样肽-1与人血清白蛋白融合蛋白在毕赤酵母中的表达

目的：在巴斯德毕赤酵母中表达有降糖活性的人胰高血糖素样肽-1（hGLP-1）突变体（2Gly-hGLP-1）与人血清白蛋白（HSA）的融合蛋白。方法：为将GLP-1氨基酸序列第2位的丙氨酸（Ala）定点突变为甘氨酸（Gly）,根据毕赤酵母偏爱密码子合成编码2Gly-hGLP-1的基因;采用重叠PCR法拼接2Gly-hGLP-1和HSA的基因,使得2Gly-hGLP-1的C端与HSA的N端通过甘氨酸五肽接头连接;将该融合基因插入表达载体pPIC9构建为重组载体pPIC9/2Gly-hGLP-1-HSA,电击转化至毕赤酵母GS115细胞,通过表型筛选和诱导表达实验获得高效表达菌株;工程菌在5L发酵罐中培养后,对发酵产物进行分离纯化和生物学活性分析。结果：融合蛋白在5L发酵罐中的表达量约为200mg/L,经纯化后纯度可达95%以上;小鼠糖耐量实验表明该融合蛋白具有明显的控血糖活性。结论：在毕赤酵母中分泌表达的融合蛋白2Gly-hGLP-1-HSA具有降血糖活性。     

人可溶性gp190在酵母Pichia pastoris中的表达

人可溶性gPl90(sgp190)是白血病抑制因子(LIF)的可溶性受体,可能在LIF行使众多生物学功能中扮演着重要的角色。为获得这一蛋白以研究它在人体内的生物学活性,在酵母Pichia pastoris中实现了重组sgp190分泌表达。利用基因重组技术,将编码人可溶性gP190(LlF受体α亚基gP190胞外区)cDNA克隆到毕赤酵母Pichia pastoris分泌表达载体pPIC9K,构建了重组表达质粒pPIC9K-sgp190。原生质体法转染Pichia pastoris GS115菌株,经过G418筛选,得到了高效分泌表达sgp190蛋白的毕赤酵母菌株GS115／pPIC9K-sgp190,sgp190蛋白占摇瓶培养表达上清中总蛋白质的26％。经初步纯化,对表达产物的性质鉴定表明,其分子量约125kD,具有免疫活性。对sgp190体外活性分析表明它能够抑制LIF诱导滋养层细胞分泌hCG。     

人源抗狂犬病毒糖蛋白稳定型抗体精氨酸密码子突变株的构建及其在巴斯德毕赤酵母中的分泌表达

目的：对人源抗狂犬病毒糖蛋白（GPRV）单链二硫键稳定抗体（ScdsFv）进行精氨酸密码子修饰,实现其在酵母中的分泌表达,并检测其生物学活性。方法：参照巴斯德毕赤酵母偏好密码子,对抗GPRV ScdsFv原核表达基因进行密码子修饰,并通过点基因融合技术构建ScdsFv重组酵母表达基因,连接pPIC9K构建重组表达质粒pPIC9K-ScdsFv,电转化毕赤酵母GS115,经筛选后进行甲醇诱导表达。结果：SDS-PAGE及Western blot检测到重组表达质粒在30℃经甲醇诱导表达的蛋白相对分子质量为30000;荧光抗体试验验证ScdsFv能靶向结合GPRV;MTT试验说明ScdsFv能中和狂犬病毒,具有一定的细胞保护作用。结论：重组ScdsFv在酵母系统中可以有效表达。具有较好的生物学活性。     

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。     

猪IL-18在毕赤酵母中的表达及活性分析

采用PCR方法从pGEM-IL-18重组质粒中扩增出IL-18基因并构建真核融合表达载体pPIC9K-IL-18,电激法转化入毕赤酵母GS115,采用G418抗性梯度法筛选得到多拷贝重组菌株,甲醇诱导表达,应用SDS-PAGE分析重组蛋白的表达情况,并将表达蛋白用凝胶层析柱纯化后,用MTT法检测其生物学活性。实验结果表明重组的GS115酵母菌株可表达分泌pIL-18,其表达在72h时达高峰,分泌量可达160mg/L,纯化的重组pIL-18蛋白具有显著的促进淋巴细胞增殖的活性,说明本试验已在毕赤酵母中在国内首次成功表达了具有生物学活性的pIL-18。     

人肝再生增强因子在毕赤酵母中的表达、纯化和生物学活性的研究

肝再生增强因子（ALR）是一类胞源性肝细胞生长因子。为在毕赤酵母中分泌表达人肝再生增强因子（rhALR）,以色谱法分离纯化后进行体外活性研究,构建表达载体pPICZαA- ALR,经电穿孔转入毕赤酵母中,用0.5％甲醇诱导表达;重组酵母培养上清经SDS-PAGE电泳和western blot鉴定后表明, rhALR以分子量为30kD的二聚体为主;定量分析结果表明,重组酵母培养上清中rhALR约占总蛋白的66％,表达量约为40mg/L;经DEAE柱和G75柱纯化后,获得的rhALR纯度大于95％,得率为52％;体外生物学活性实验表明,rhALR能明显促进HepG2、SMMC-7721和NIH-3T3细胞的增殖。     

抗菌肽牛乳铁多肽素（LfcinB）在毕赤酵母中的表达及活性鉴定

利用巴斯德毕赤酵母(Pichia pastors)系统表达抗菌肽——牛乳铁多肽素(bovine lactoferricin,简称Lf-cinB),获得的分泌型表达产物具有较强的抗菌活性。首先将人工合成的LfcinB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-LfcinB通过限制性内切酶SalⅠ酶切线性化,经电穿孔法转化入毕赤酵母细胞SMD1168内。G418抗性筛选,得到高拷贝转化子,经PCR检测LfcinB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LfcinB。结果表明,抗菌肽牛乳铁多肽素基因已经整合到酵母细胞基因组中并获得表达,表达产物具有较强的杀菌作用。     

人白介素12亚基p40和p35基因串联在毕赤酵母中的表达及表达产物活性分析

摘 要 利用毕赤酵母系统表达有活性的人单链白细胞介素12（hscIL-12）,PCR法从质粒pBI121-IL-12中扩增hscIL-12基因,经酶切、连接构建重组表达载体pPIC9K-hscIL-12,SacI线性化后,PEG1000法转化毕赤酵母GS115,经G418筛选和菌落PCR鉴定,经甲醇诱导,hscIL-12在酵母中获得分泌表达,表达产物经Western Blot检测,显示该蛋白相对分子质量为70KDa,可与鼠抗人IL-12单克隆抗体特异性结合;定量分析结果表明,重组酵母培养上清中hscIL-12约占总蛋白的26％,表达量约为60mg／L;生物学活性实验表明,重组蛋白能促进人外周血淋巴细胞增殖。为利用rhscIL-12进行基因治疗奠定了基础。     

重组人GALNT3-sol蛋白在毕赤酵母中的高效表达和活性鉴定

目的:为了获得有催化活性的人乙酰半乳糖胺转移酶3(GALNT3),构建了GALNT3可溶性区域(GALNT3-sol)的真核分泌表达载体,在巴斯德毕赤酵母中表达并纯化GALNT3-sol蛋白,体外检测其转糖基活性。方法:以构建好的pET15b/GALNT3-sol为模板进行PCR,扩增编码人GALNT3-sol的cDNA片段(1 755 bp),将其克隆至真核表达载体pPIC9K,载体线性化后采用电击法转化毕赤酵母GS115。通过MD平板和G418平板筛选出阳性高拷贝重组菌株。阳性菌株经过甲醇诱导表达人GALNT3-sol重组蛋白,表达上清进行Ni-NAT分离纯化。分别采用SDS-PAGE和Western blot鉴定纯化的重组蛋白,并使用HPLC和MALDI-TOF/MS分析其转糖基化反应的活性。结果:成功构建了能够分泌表达GALNT3-sol的毕赤酵母菌株。阳性表达菌株在BMMY培养基(pH 6.0)中20℃培养,经0.5%甲醇诱导表达96 h,摇瓶表达量可达5mg/L。SDS-PAGE和Western blot结果显示表达重组蛋白为糖基化形式。活性检测显示表达的重组蛋白具有转糖基活性。结论:成功获得可以高效分泌表达具有活性的人GALNT3-sol蛋白的毕赤酵母菌株,为进一步研究人GALNT3的性质及其应用提供了基础。     

人β干扰素-血清白蛋白融合蛋白在毕赤酵母中的分泌表达

利用重叠PCR技术在体外拼接IFN β和HSA基因,将得到的融合基因插入到毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中,置于启动子AOX1和α交配因子信号肽的作用下,分泌表达融合蛋白IFNβ-HSA。重组质粒pPIC9K-IFNβ-HSA经SalI线性化,电击转化毕赤酵母KM71,经G418筛选得到高拷贝转化子。PCR鉴定后,用甲醇诱导表达,SDS-PAGE和Western blot分析表达的融合蛋白IFNβ-HSA表明该蛋白分子量约为90kDa且具有HSA的抗原性;用细胞病变抑制法测定发酵液上清中融合蛋白的干扰素活性约为640IU/ml。     

玉米赤霉烯酮降解酶毕赤酵母表达载体的构建及其表达

目的构建毕赤酵母表达载体pPIC9-ZEN-jjm,筛选高效分泌表达活性目的蛋白的菌株。方法克隆ZEN-jjm基因,经EcoRⅠ和NotⅠ双酶切连接至pPIC9中,电转化至毕赤酵母GS115。利用RDB培养基和甲醇诱导表达进行筛选。HPLC检测表达蛋白降解玉米赤霉烯酮的活性。结果测序表明ZEN-jjm成功插入pPIC9中,SDS-PAGE表明获得1株高效表达目的蛋白的重组酵母,其分子量约29 kDa。HPLC表明其能有效地降解玉米赤霉烯酮。结论玉米赤霉烯酮降解酶在毕赤酵母中获得了高效分泌表达。     

Biochemical and Biophysical Characterisation of Higher Oligomeric Structure of Rat Nucleosome Assembly Protein 1

Nucleosome assembly protein 1 (NAP1) is a histone chaperone that exchanges histone H2A-H2B dimer from chromatin templates. Studies with yeast NAP1 (yNAP1) have revealed its existence as multiple oligomeric species in solution. Here, rat NAP1 (rNAP1), which is 98% identical to the human NAP1 (hNAP1) was used as a model to characterize the oligomeric structures of this protein in higher eukaryotes. Gel filtration chromatography and Dynamic light scattering of recombinant rNAP1 indicated that the protein exists as a complex mixture of multimeric species even at 500 mM ionic strength. The solution-state complexity remains unchanged even at higher ionic strengths. Equilibrium unfolding (ΔG 14.6 kcal mol^??1) shows that rNAP1, both dimeric and oligomeric, follow the two-state model of unfolding with no detectable intermediates. Homology modelling suggests that rat and yeast NAP1 share an overall similar structure with conserved domains. However, dissimilar substitutions like threonine and lysine with glycine in the β-hairpin involved in oligomerization, possibly leads to the observed differences in the oligomerization propensity of the two proteins. Molecular dynamic simulation (MDS) of the two structures also revealed that rNAP1 dimer is more stable owing to the extensive hydrogen bonding in comparison to yNAP1. Further, in vitro kinase assay showed that the phosphorylation of rNAP1 favors oligomerization with no effect on its histone binding capacity. Our results clearly suggest that there are differences in the in-solution behavior of rNAP1 compared to yNAP1 which may have in vivo functional implications for the regulation of these complexes during chromatin assembly and rearrangement.     

High-level expression of extracellular lipase Lip2 from Yarrowia lipolytica in Pichia pastoris and its purification and characterization

The extracellular lipase gene from Yarrowia lipolytica (YlLip2) was cloned into the pPICZalphaA and integrated into the genome of the methylotrophic yeast Pichia pastoris X-33. The lipase was successfully expressed and secreted with an apparent molecular weight of 39kDa using Saccharomyces cerevisiae secretion signal peptide (alpha-factor) under the control of the methanol inducible promoter of the alcohol oxidase 1 gene (AOX1). The lipase activity of 12,500,000U/l (2.10g total protein and 0.63g lipase per liter) was obtained in a fed-batch cultivation, where methanol feeding was linked to the dissolved oxygen content after initial glycerol culture. After fermentation, the supernatant was concentrated by ultrafiltration with a 10kDa cut off membrane and purified with ion exchange chromatography using Q Sepharose FF. Deglycosylation showed that the recombinant lipase is a glycoprotein which contains the same content of sugar (about 12%) as the native lipase from Y. lipolytica. The optimum temperature and pH of the recombinant lipase was 40 degrees C and 8.0, respectively. The lipase showed high activity toward long-chain fatty acid methyl esters (C12-C16).     

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。     

Expression of equine interleukin-18 by baculovirus expression system and its biologic activity

The equine interleukin-18 (IL-18) cDNA that contains the coding sequence was cloned and a recombinant baculovirus, named AcEIL-18, was constructed. The recombinant protein of the equine IL-18 was expressed by AcEIL-18 and its expression was confirmed by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and Western blotting. Insect cells infected with AcEIL-18 secreted a precursor IL-18 with 24 kilo dalton (kDa) into the culture supernatant. Western blot analysis showed that mature equine IL-18 about 18 kDa was also confirmed without co-expression of caspase-1. Culture supernatant from AcEIL-18 infected cells showed a synergistic effect with recombinant human interleukin-12 for induction of interferon-gamma gene expression in equine peripheral mononuclear cells, indicating that the recombinant equine IL-18 expressed in this study also has biological activity without any treatment.     

石斑鱼-防御素的酵母表达及其产物抗菌活性分析

防御素是一类阳离子抗菌肽。研究从石斑鱼垂体SMART cDNA 文库中扩增出129 bp 石斑鱼-防御素成熟肽序列, 将其克隆到毕赤酵母表达载体pPCIZA 中, 构建了石斑鱼-防御素的真核表达载体, 电击转化毕赤酵母GS115。Western Blot 分析表明石斑鱼-防御素在酵母菌中获得了表达。体外抗菌实验表明纯化的重组蛋白具有抑制大肠杆菌以及嗜水气单胞菌的作用, 但是对革兰氏阳性菌, 如金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌的生长没有抑制作用。实验结果表明酵母表达的石斑鱼-防御素能够特异地抑制革兰氏阴性菌的生长。