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。     

OSF1在毕赤酵母菌中的分泌表达及其生物活性

为了研究人成骨细胞刺激因子(Human osteoblast-stimulating factor,OSF-1)的生物学活性,构建OSF-1高效毕赤酵母表达菌株并表达纯化具有生物活性的OSF-1。首先通过全基因人工合成的方法合成人osf-1基因,并克隆至毕赤酵母分泌表达载体pPIC9K,构建重组表达质粒pPIC9K/osf-1,线性化后电转化酵母宿主菌GS115,构建P.pastoris GS115/pPIC9K/osf-1,经MD、G418-YPD平板和PCR法筛选,获得多拷贝转化子。阳性表达菌株在25℃,经1%的甲醇诱导表达96 h,重组蛋白的表达量达到最大。经SDS-PAGE电泳分析所表达的重组蛋白约为18 kDa,与人成骨细胞刺激因子相符。表达上清经SP-Sephadex C-50离子交换层析进行纯化,得到纯度达98%以上的OSF-1。Western blotting鉴定该蛋白对人成骨细胞刺激因子抗体具有良好的抗原性。生物活性测定表明提纯的OSF-1能促进鼠成骨细胞MC3T3-E1的增殖和分化。利用重组毕赤酵母高效分泌表达了有生物活性的OSF-1,为进一步开展其抗骨质疏松活性研究及产业化开发奠定了基础。     

奶牛α干扰素在毕赤酵母中的分泌表达及其生物活性测定

提取经新城疫病毒诱导培养的奶牛外周血淋巴细胞总RNA,应用RT-PCR方法扩增出奶牛α干扰素成熟蛋白基因,然后将特异性片段连接到pMD18-T载体,测序结果表明,扩增片段为牛α干扰素成熟蛋白序列,与Genebank上发表的α1干扰素序列同源性为98%。然后将特异性片段连接到含分泌信号肽序列的Pichiapastoris表达载体pPICZαA上,将重组质粒经SacI酶切线性化后电转化导入毕赤酵母菌株X-33。转化子经PCR分析鉴定后利用甘油增菌和甲醇诱导,实现了BoIFN-α在毕赤酵母系统中的分泌表达。SDS-PAGE结果显示表达产物分子量约为23kDa,比其推导结果(20kDa)略大,推测可能是因为表达产物发生了一定程度的糖基化。细胞病变抑制法结果表明,重组牛IFN-α具有较高的干扰素活性,约为4.1×10⁵U/ml,经微量蛋白测量仪测得,其表达量约为80μg/ml,比活为5.1×10⁶U/mg。     

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1500 μg/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100 mg/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。     

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。     

肠激酶在毕赤酵母中的分泌表达优化

肠激酶 (Enterokinase,EK) 是一类特异性识别切割DDDDK序列的丝氨酸蛋白酶,作为一种工具酶广泛应用于生物医药领域。目前,EK在毕赤酵母Pichia pastoris中的表达水平较低,难以应用。本研究比较了6种不同的信号肽SP1、SP2、SP3、SP4、SP7和SP8对毕赤酵母分泌表达EK的影响。在摇瓶水平上,与α-factor信号肽相比,SP1信号肽显著提高了EK的分泌表达 (从6.8 mg/L提高至14.3 mg/L),酶活从 (2 390±212) U/mL提高至 (4 995±378) U/mL。在此基础上,通过共表达毕赤酵母内源蛋白Kex2,EK酶活提高至 (7 219±489) U/mL。另外,N端融合WLR三个氨基酸进一步提高酶活至 (15 145±920) U/mL,比酶活为 (1 174 600±53 100) U/mg。EK在毕赤酵母中的高效分泌表达为未来应用奠定了基础。     

Gallinacin-2在毕赤酵母中的分泌表达

利用RT-PCR技术,从鸡肺脏总RNA中克隆了Gal-2 cDNA全序列,以克隆载体为模板PCR扩增Gal-2成熟肽cDNA,将成熟肽cDNA插入到分泌型表达载体pPIC9k中,构建pPIC9k-Gal-2成熟肽表达载体;通过电转化方法将表达质粒导入到毕赤酵母GS115体内,阳性克隆菌经甲醇诱导表达,SDS-PAGE蛋白电泳检测在3.9ku附近出现预期大小的条带,灰度扫描显示蛋白表达量占总分泌蛋白量的63.7%。抑菌试验结果表明,表达的防御素对大肠埃希氏菌、乙型副伤寒沙门氏菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌有一定的抑菌活性。     

重组阿拉伯糖苷酶在毕赤酵母中的分泌表达及其活性分析

假密环菌是一种果树腐病菌,具有较强的分解代谢纤维素的能力。本文根据已克隆出的阿拉伯糖苷酶基因序列（Accession Number AJ620046）设计引物从假密环菌的mRNA中克隆出阿拉伯糖苷酶的ORF片段,构建重组质粒pPIC9-AF,与组氨酸标签融合,电转化毕赤酵母菌GS115并进行诱导表达。所得到的重组阿拉伯糖苷酶在30-35℃时有较高的酶活,最适反应活性pH值在6.0-8.0之间,而在pH4.0－8.0范围内酶活基本保持在80%以上,比大多已报道的阿拉伯糖苷酶最适pH范围宽。本研究工作对于高效表达重组阿拉伯糖苷酶以及对其进一步的酶学性质研究提供了一个良好的基础。     

人胸腺素α1基因在毕赤酵母中的分泌表达

根据质粒pPIC9K中信号肽基因和质粒pPIC3.5K/hTα1-RP,构建表达质粒pPIC9K/S-hTα1-RP,通过电激法转化到毕赤酵母GS115菌株中。甲醇诱导表达融合蛋白,SDS-PAGE和Western blot结果证明,重组基因hTα1-RP在酵母中得到了表达。     

极细链格孢菌peaT1基因在毕赤酵母中的表达与功能 分析

建立了在毕赤酵母(Pichiapastoris)中分泌表达PeaT1蛋白的技术。将来源于极细链格孢菌(Alternaria tenuissima)的基因peaT1亚克隆至酵母分泌型表达载体pPIC9K,构建了重组表达载体pPIC9K-peaT1,分别用SalI或BglII酶切线性化后电击转入毕赤酵母GS115菌株中,经MD平板筛选、PCR鉴定获得整合有外源基因的重组菌株。在α-Factor及AOX1基因启动子和终止信号的调控下,PeaT1在酵母中大量表达并分泌到胞外,SDS-PAGE检测表明表达蛋白的表观分子量约为35kD。表达蛋白上清稀释液能诱导烟草产生对TMV的抗性,其枯斑数抑制率可达到30.37%。每升表达上清液经超滤浓缩和离子交换层析可纯化目的蛋白16.13mg,该纯化蛋白能显著地促进小麦幼苗的生长。     

草鱼生长激素在毕赤酵母中的高效分泌表达

为大量获得具有生物学活性的草鱼生长激素,对草鱼生长激素cDNA在毕赤酵母中的表达进行了研究。将草鱼生长激素cDNA克隆入毕赤酵母表达载体pGAPZ-α-B,构建表达载体pGAPZ-α-B-GH。在三磷酸甘油醛脱氢酶（GAP）启动子的调控作用下,一个类似于天然生长激素大小、分子量约22kD的蛋白获得表达,其表达量约50mg/L。Western杂交表明：表达的蛋白与兔抗草鱼生长激素的多克隆抗体特异结合,证实该表达蛋白为草鱼生长激素;受体夹心式ELISA检测表明：表达的草鱼生长激素具生物学活性,能与不同种鱼来源的肝膜受体特异结合。     

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。     

酸性木聚糖酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的分泌表达

运用“鸟枪法”克隆构建了环境微生物的基因组文库,并从中筛选得到一个酸性木聚糖酶基因,命名为xyl3,其在GenBank中的登录号为gb：AY300805。BLAST分析表明,该基因的序列同源性很低,其中仅存在很短的木聚糖酶基因的同源片段,其编码的木聚糖酶属于Glycosyl hydrolases family 10,与来源于Geobacillus stearothermophilus的intra—cellular xylanase在氨基酸水平具77％同源性。该基因经T4 DNA polymerase处理后,克隆至经限制性内切酶CpoⅠ和NotⅠ双酶切后的毕赤酵母表达载体pHBM905,获得重组质粒pHBM706。此重组质粒转化毕赤酵母GS115,经含有交联木聚糖的选择性培养平板和PCR扩增鉴定筛选得到重组毕赤酵母GS115（pHBM706）。以0．5％甲醇于28℃诱导产酶,测得重组毕赤酵母GS115（pHBM706）在诱导的第36h产酶达最高值,所产粗酶液酶活为0．177IU／mL。该酶的最适反应pH为5．5,最适反应温度为50℃。     

复合抗菌肽PL在毕赤酵母中的分泌表达及其活性研究

为了获得抗菌活性较强的抗菌肽,将几种抗菌肽串联起来在毕赤酵母中表达,并比较其与单独抗菌肽的抑菌活性。以GenBank中的Protegrin-1(PG-1)、ScorpionDefensin(SD)、Metalnikowin-2A和SheepMyeloidAntibacterialPeptide(SMAP-29)(序列号分别为AAB27599,AAAB27538、P80409和P49928)成熟肽段作为模板序列,根据巴斯德毕赤氏酵母(P.pastoris)偏好密码子,设计并人工合成复合抗菌肽pl基因,同时用SOE法获得ScorpionDefensin的基因,分别克隆到pPICZαA载体中,转化P.pastoris受体菌X-33,在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,复合抗菌肽PL及SD均获得表达。体外抑菌试验检测复合抗菌肽PL与单独的蝎子防御素SD的热稳定性、酸稳定性、最低抑菌浓度等,结果显示复合抗菌肽PL及SD具有很强的热酸稳定性,而针对不同的细菌,复合抗菌肽则表现出了强于单独的SD的活性,特别是对大肠杆菌。上述结果说明了该复合抗菌肽具有很好的开发前景。     

PTD-NPY融合基因的克隆及其在毕赤酵母中的分泌表达

应用重叠延伸PCR方法扩增HIV-1 TAT蛋白转导结构域(PTD)与鼠源神经肽Y(NPY)的融合基因,克隆目的片段并插入酵母表达载体pPICZαA,构建成重组表达质粒pPICZα-PTD-NPY.PCR和酶切鉴定及测序正确后,经限制性内切酶Sac Ⅰ线性化重组表达质粒并通过电转化整合到巴斯德毕赤酵母菌GS115的染色体基因组中.阳性重组酵母菌用含1%甲醇的培养基诱导其分泌表达.经过120 h的诱导,取上清浓缩除盐后进行SDS-PAGE电泳,表明该系统成功表达了PTD-NPY融合蛋白,Western blotting实验证实表达产物具有特异性.获得真核表达的PTD-NPY融合蛋白,为下一步的应用研究提供了物质基础.     

虎纹镇痛活性肽在毕赤酵母中的分泌表达

虎纹镇痛活性肽HWAP-Ⅰ是从虎纹捕鸟蛛初毒中分离纯化,具有镇痛活性的多肽类神经毒素.为了在P.pastoris中高效分泌表达HWAP-Ⅰ,依照RT-PCR的结果,人工合成编码虎纹镇痛活性肽的基因片段,与酵母表达载体pPIC9K重组,构建表达质粒pPIC9K-HWAP-Ⅰ.转化GS115宿主菌后,筛选出整合型His⁺Mut^S表达菌株.经诱导培养后,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)证明HWAP-Ⅰ在毕赤酵母中能有效分泌表达,产物的分子质量为4 ku左右,产量达80 mg/L.体外小鼠输精管阻断实验证实表达产物具有明显的生物活性.     

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。     

球孢白僵菌丝氨酸蛋白酶基因CDEP-1在毕赤酵母中的表达

我们从球孢白僵菌中克隆了丝氨酸蛋白酶Pr1类基因CDEP-1。为明确CDEP-1的功能、评价其在害虫生物防治中的潜力,需要大量制备具有生物活性的CDEP-1编码蛋白。由于大肠杆菌系统表达真核基因存在产物复性困难的问题,本文利用毕赤酵母系统来表达CDEP-1。结果表明,CDEP-1可在毕赤酵母中高效的分泌表达,而且产物活性高,甲醇诱导48h后上清液中的酶活即可达到38,266U/L。诱导表达的上清液经浓缩后进行凝胶过滤层析,得到了CDEP-1的初纯品,蛋白质含量为50mg/L。将纯化的蛋白酶CDEP-1免疫家兔,制备了CDEP-1的抗血清。Westernblotting分析表明,制备的抗血清可特异性地检测CDEP-1。     

脂肪酶1在毕赤酵母中的高效表达

根据褶皱假丝酵母脂肪酶CRL中LIP1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lip1基因序列。该基因以N端融合的方式分别正确插入毕赤酵母诱导型表达载体pPICZαA与组成型表达载体pGAPZαA中。通过电激将线性化的上述两种重组质粒分别转化毕赤酵母SMD116 8H细胞 ,筛选获得两株分别具有诱导型表达和组成型表达生物活性LIP1能力的高产菌株。其中 ,组成型表达菌株CHT II换液后 4 8h上清液中含脂肪酶活力为 2 .0 0× 10 5u/L ,表达产物在pH 4～ 8与温度 30～ 5 0℃范围内具有较高的脂肪酶活性 ;高密度发酵条件下 ,发酵 72h ,上清液中含脂肪酶活力可达 1.395× 10 6u/L ,表明构建的重组菌株具有更大的工业化生产优势。     

疏棉状嗜热丝孢菌脂肪酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的高效表达

疏棉状嗜热丝孢菌Thermomyces lanuginosus可产生具有重要工业生产价值的脂肪酶。根据已报道的相应序列设计特异引物,综合运用PCR、RT-PCR技术克隆到脂肪酶基因的全长DNA和cDNA序列。其中DNA序列长1071bp,包含876bp的开放阅读框以及3段内含子;cDNA序列长885bp。结构基因编码蛋白包含292个氨基酸,前17个氨基酸构成信号肽。序列提交GenBank,登录号分别为EU022703和EU370914。将脂肪酶基因cDNA序列的开放阅读框克隆到酵母分泌型表达载体pPIC9K中,转化毕赤酵母GS115得到重组子且实现了分泌表达。将重组子诱导产酶,在培养温度30℃、甲醇添加量1%的情况下,小规模发酵量达0.93mg/mL,其分泌表达的最高酶活为7.2U/mL。重组酶最适反应温度和pH分别是60℃和8.0。表达蛋白在60℃保温1h后仍有完全酶活,具有较高的热稳定性。