利用GAP启动子在毕赤酵母中表达与纯化GLP-1类似物

胰高血糖素样肽-1(GLP-1)能提高II型糖尿病患者β胰腺细胞的胰岛素分泌量并能促进β胰腺细胞增殖,是潜在的糖尿病治疗药物。设计一种GLP-1类似物AGGH,即GLP-1(A2G)的二联体与人血清白蛋白(HSA)的N端连接,并在融合蛋白GGH前添加一个丙氨酸(A)。PCR获得融合基因aggh,将融合基因连接到p GAPZαA质粒中。在酵母中利用甘油醛三磷酸脱氢酶(GAP)启动子组成型表达外源蛋白AGGH。研究结果显示:筛选获得表达重组菌株,基因组PCR和western-blot验证正确;以葡萄糖为最优碳源培养下,表达量达到68 mg/L;5 L发酵罐中,发酵52 h蛋白产量最高达238 mg/L。蛋白经四步纯化后,获得纯度为95.8%的AGGH融合蛋白。与利用醇氧化酶1(AOX1)启动子表达的AGGH比较,发现两者产量和活性没有明显差异。但是,GAP启动子表达获得AGGH融合蛋白更加方便,且发酵时间减少了27.8%(20 h)。     

毕赤酵母醇氧化酶2启动子上游调控序列的随机突变研究

巴斯德毕赤酵母是表达外源蛋白的重要宿主之一.醇氧化酶2启动子(PAOX2)与醇氧化酶1启动子(PAOX1)的启动模式相同,但是启动强度不同.为了研究其醇氧化酶启动子PAOX2的上游调控序列,本文利用随机突变的方法对醇氧化酶启动子PAOX2的上游调控序列进行了随机突变,构建了PAOX2上游调控序列突变文库,检测突变体启动...     

用于异源基因表达的毕赤酵母启动子研究进展

甲醇营养型毕赤酵母是一个广泛使用的蛋白表达宿主系统,易于高密度发酵、具有真核细胞翻译后加工修饰特点,适于异源蛋白分泌表达。转录调控是控制蛋白高效表达的关键环节,启动子是其中重要的元件。毕赤酵母表达系统中应用最为广泛的是甲醇诱导型AOX1启动子和组成型的GAP启动子,已成功用于一些异源蛋白的表达。近年来,发现了其他一些可供利用的启动子,包括来自管家基因的启动子如TEF、PGK1,以及具有特殊调控机制的启动子如FLD、PHO89等。此外,通过对启动子进行序列改造,构建启动子文库,实现了对启动子的精细调控。不同的启动子具有各自独特的调控机制与特点,就毕赤酵母启动子在异源蛋白表达应用中的相关研究进展进行综述。     

毕赤酵母高效表达血小板源生长因子研究

血小板源生长因子（PDGF）是由多种细胞产生的肽类生长因子,在细胞培养、皮肤溃疡的治疗以及化妆品添加剂中有很重要的作用．将编码PDGF基因克隆到表达载体X1-1-B1ue上,通过电转化整合到毕赤酵母的基因组中,在毕赤酵母三磷酸甘油醛脱氢酶（GAP）启动子的作用下,表达PDGF蛋白,其分子质量为30kD左右,估计其表达量为80～100mg／L．采用MTT法也证实其生物学活性与天然PDGF蛋白非常相似．     

利用GAP启动子在毕赤酵母中组成型表达人鹅型溶菌酶2

利用甘油醛三磷酸脱氢酶(glyceraldehydes-3-phosphatedehydrogenase,GAP)启动子在毕赤酵母中表达人鹅型溶菌酶2(human goose-type lysozyme 2,h LysG2),并在小试规模建立一套有效的重组hLysG2(recombinant h LysG2,rh LysG2)生产工艺流程。根据毕赤酵母密码子偏爱性设计并人工合成hLysG2基因,将其连接至pGAPZαA质粒中,构建重组表达质粒pGAPZαA-h LysG2。将重组表达载体线性化后电转化毕赤酵母GS115感受态细胞,通过Zeocin抗性筛选获取高拷贝重组菌株,并在5L生物反应器中进行发酵培养。发酵60h后发酵液上清酶活性达到最高,发酵液上清经SDS-PAGE及Western blot检测证实rh LysG2得到表达。与诱导型表达相比,组成型表达发酵时间缩短了48h,上清中rhLysG2总活性提高了23.8%;使用甲壳素亲和层析和分子筛层析对rhLysG2进行纯化后,每升发酵液上清可纯化到187.4mg重组蛋白,纯化产物纯度达99.0%以上;浊度测定法分析显示,在p H 5.6、30℃和0.1mol/L Na+的条件下,rhLysG2可达到最大酶活性13 500U/mg。利用GAP启动子在毕赤酵母中成功表达了高纯度和高活性的rh LysG2,避免了甲醇的使用,缩短了发酵时间,提高了蛋白产量,为将rhLysG2开发为新型抗耐药菌药物奠定了基础。     

易错PCR提高华根霉脂肪酶的热稳定性

为了提高华根霉Rhizopus chinensis CCTCC M201021脂肪酶的热稳定性,运用定向进化-易错PCR的方法,经两轮易错PCR引入突变,利用fast-blue RR顶层琼脂法对突变文库进行筛选,第一轮易错PCR后筛选到2株突变菌株,第二轮筛选到4株突变株。第二轮最佳突变株Ep2-4,其中3个氨基酸发生了突变：A129S、P168L和V329A。该突变酶ep2-4在60 ℃下半衰期相对原始酶r27RCL提高5.4倍,T50值提高7.8 ℃。酶学性质研究表明,突变酶ep2-4在热稳定性提高的基础上,仍保有良好的催化活性。蛋白质三维结构模拟显示,突变A129S可以和Gln133形成氢键,增加了酶表面的亲水性和极性;P168L可以与邻近的Leu164形成疏水键,导致突变酶的热稳定性提高。     

通过原位易错PCR一步构建基因突变文库

主要介绍一种通过原位易错PCR构建随机突变文库的新技术。本实验室最近发表的一项国际专利中,利用来源于海栖热孢菌的极耐热性DNA连接酶,在传统PCR循环中加入一个连接步骤,即变性—退火—延伸—连接的四步循环法PCR,从而实现环状质粒的PCR指数扩增(PPCP)。原位易错PCR中所用引物为一段线性双链DNA,它含有与模板质粒不同的筛选标记,产物转化宿主菌后,模板质粒在筛选平板上被直接剔除。筛选到的阳性突变子可用作模板直接进入突变文库的再次构建,通过筛选获得二级或多级累加的正突变。利用这种方法构建了一个木聚糖酶基因和一个纤维素酶基因的随机突变文库,并筛选出具有正向突变的蛋白,证明以PPCP为基础的原位易错PCR技术,为基因定向进化提供了一种快速有效的随机突变文库构建的新方法。     

毕赤酵母醇氧化酶1启动子突变体的分离与鉴定

目的：通过醇氧化酶1启动子突变,筛选毕赤酵母高水平表达菌株。方法：通过致错PCR构建醇氧化酶1启动子突变体,经酶切连接到改造过的质粒HSA-pPIC9上,转化毕赤酵母GS115感受态细胞,摇瓶培养表达筛选人血清白蛋白（HSA）高表达突变体菌株。结果：克隆测序结果表明,突变的醇氧化酶1启动子-910和-569位点处共2个碱基发生了T→C突变;获得一株高表达菌株,摇瓶中HSA的表达量由200mg／L提高到335mg／L。结论：通过醇氧化酶1启动子突变成功构建了HSA高表达菌株。     

PCR依赖型方法构建高质量酵母基因突变文库

针对定向进化中利用亚克隆的方法建立酵母突变文库建库周期长、效率低、库容量低、丰度低等问题,建立了一种基于体内同源重组构建酵母整合型基因突变文库的新方法。步骤为：构建目标基因的重组表达质粒;以此为模版,设计长引物片段,PCR/易错PCR/DNA Shuffling等方法扩增得到两端带有与表达载体40~70 bp同源序列的突变基因;再利用PCR扩增得到表达载体;将扩增得到的目标基因和表达载体以一定的摩尔比混合电转化酵母,目标基因和表达载体在酵母体内同源重组成为完整的表达盒,整合入酵母基因组,获得基因突变文库。对构建的突变文库进行筛选,分别得到了酶活、蛋白表达量及热稳定性提高的突变株。该方法为完全PCR依赖型 (PDM),在体内构建表达盒,效率高,操作方便,将建库周期由2周缩短为3 d,将库容量从传统的103~104提高到105以上,库阳性率达到95％。     

用毕赤酵母的GAP启动子调控表达L-阿拉伯糖异构酶

应用PCR从大肠杆菌基因组中扩增L-阿拉伯糖异构酶基因,用EcoR I和Not I双酶切将其克隆进P.pastoris表达载体,获得重组表达载体pGAP9K-L-ai。通过电转法将pGAP9K—L-ai转化毕赤酵母GS115,筛选高G418抗性和高表达L-阿拉伯糖异构酶的重组工程菌。用葡萄糖作为碳源在摇瓶中发酵48 h,表达重组L-ai 53 mg/L。用毕赤酵母的GAP启动子调控表达的重组L-ai具有异构D-半乳糖生成D-塔格糖的生物学活性。     

利用游离型表达质粒强化毕赤酵母表达木聚糖酶

巴斯德毕赤酵母是用途广泛的蛋白表达系统。目前用于毕赤酵母的质粒主要以整合型质粒为主,很少见到游离的质粒用于外源基因的表达。文中通过将来源于酵母自身的自主复制序列连接到酵母整合型表达载体pGAP中构成自主复制的游离型表达载体pGAPZαA-PARS,将该载体用于表达木聚糖酶基因。转化毕赤酵母后同传统的整合型表达菌株相比,以甘油为碳源时最高酶活达到343 U/mL,比整合型表达提高了45.9%。同时游离载体表达重组酶比活相对整合表达提高了81.2%。为了节约发酵成本,进一步研究了分别以甘油、葡萄糖、蔗糖、混合碳源(蔗糖︰甘油=1︰2)等不同碳源下游离型重组菌株的表达水平。发现甘油表达水平最高,蔗糖最低,但是以工业葡萄糖为碳源时产酶成本最低。由于pGAP载体不需要以甲醇为碳源,因而文中所构建的游离载体pGAPZαA-PARS极大促进了毕赤酵母在食品行业中的应用。同时,游离型载体可大幅度提高表达水平,为进一步研究提高GAP启动子的高效表达奠定了基础。     

三种酵母启动子在毕赤酵母中的功能比较

启动子是基因表达调控的重要顺式元件,启动子功能的强弱对于目的基因的表达非常重要.为找到一个启动转录功能较好的启动子,以绿色荧光蛋白(GFP)为报告基因,在毕赤酵母中研究不同启动子对外源蛋白表达的影响.首先采用PCR扩增的方法克隆了酿酒酵母甘油合成关键酶3-磷酸甘油脱氢酶基因启动子pScgpd,借助于载体pPIC9K和p...     

基于易错PCR技术的红酵母D-氨基酸氧化酶的定向进化

采用易错PCR技术对来源于红酵母Rhodotorula gracilis的D-氨基酸氧化酶基因(RgDAAO)进行突变,构建并优化了突变株文库;结合48深孔板的高通量筛选方法,获得突变株M3217,其V_(max)相对于野生型提高了16.8%。对测序结果进行分析,发现突变酶基因序列中有5处点突变,其中3处发生了氨基酸置换,分别为:D242V/Q253R/D304V。利用Swiss-Model对突变株M3217进行三维结构模拟,结果显示所有突变位点都不在催化活性中心的附近,特别是V304的位置在连接F5和F6两个β折叠股的长loop环上。推测D304V这一突变位点很可能增强了RgDAAO二聚体形态的稳定性,或是增强了与辅酶FAD的结合能力,从而间接提高了全酶的催化活力。     

植酸酶基因的多点突变及在毕赤酵母中的高效表达

根据毕赤酵母基因的密码子选择偏爱性,不改变其编码氨基酸序列,对来源于黑曲霉N25植酸酶phyA基因,进行了突变,构建了含有正确突变的酵母表达载体pPIC9k-phyAm-4,电击转化毕赤酵母,获得优化了密码子的重组酵母转化子。经PCR鉴定表明,植酸酶基因已整合到酵母基因组中; 表达产物的SDS-PAGE分析表明,酶蛋白分子大小为70.15KD。Southern blotting结果表明,phyA基因整合到酵母染色体DNA中;转化子酶活测定结果表明,经密码子优化的重组酵母PP-NPm-4-2酶活可达136900U/ml,比Arg没有优化的PP-NPm-8 (47600 Uoml-1)酶活高约2.8倍。     

定点突变巴曲酶在毕赤酵母中的克隆与表达

目的 为避免毕赤酵母分泌的Kex2蛋白酶对发酵液中所表达的巴曲酶的降解.利用重叠PCR方法对巴曲酶基因进行定点突变,将巴曲酶基因第45位的Arg突变为Lys.方法 将突变后的基因克隆到酵母分泌型表达载体pPICZαA中,将重组载体酶切线性化后经电转化转入巴斯德毕赤酵母细胞,筛选鉴定转化子,经摇瓶发酵甲醇诱导,酵母菌分泌表达有凝血活性的定点突变巴曲酶,经SDS-PAG电泳、免疫印迹确定其分子量为32 kD.结果发酵罐的表达量达到52 KU/ml发酵液,较重组天然巴曲酶的表达量提高了73.3%.结论 定点突变巴曲酶的表达量比重组天然巴曲酶的表达量有显著提高,表达的突变巴曲酶同样具有凝血活性.     

用GAP启动子在毕节酵母中组成型表达人血管抑制素

为探索用GAP启动子(PGAP)取代AOX1启动子(PAOX1),在毕节酵母(P．pastortis)中组成型表达外源蛋白的可能性,应用PCR方法从P．pastoris染色体中扩增了GAP启动子,以其取代诱导型表达载体pPIC9K上的PAOX1,构建了组成型表达载体pGAP9K。将人血管抑制素(AS)基因重组于pGAP9K的多克隆位点,获得含As基因的重组质粒pGAP9K-AS。转化P．pastorisGSll5,对获得的高拷贝转化子P．pastorisGSll5(pGAP9K-AS)进行组成型表达,同时以诱导型转化子P．pastoris GSll5(pPIC9K-AS)作为对照。SDS-PAGE结果显示：组成型转化子于培养4d后AS的表达水平已达到高峰,分泌量为58mg／L;而诱导型转化子诱导4d后表达的AS仅是组成型表达的70％,诱导6d后达到高峰,表达量也只是组成型表达系统表达高峰时(4d)的86％。CAM分析和抗癌实验结果显示：P．pastortis GS115(pGA．P9K-S)和P．pastoris GS115(pPIC9K-AS)表达的AS均具有抑制血管生成和C57BL／6J实验小鼠的B16黑色素瘤的生长,其平均瘤重抑制率分别达到90．61％和90．54％。以上结果表明,以GAP启动子构建的组成型表达系统具有发酵时间较短、表达水平较高、不用甲醇诱导、操作系统比较简单等优点,PGAP可以取代PAOX1在P．pastoris中表达AS及其他外源蛋白。     

人骨钙素蛋白在毕赤酵母中表达条件的优化

目的:在已构建的人骨钙素蛋白p PIC9K-BGP表达载体的基础上,进行表达条件优化,提高其表达含量,为研究其对2型糖尿病的作用机制奠定研究基础。方法:将前期构建的p PIC9K-BGP载体转入毕赤酵母中,以人骨钙素试剂盒鉴定不同诱导剂浓度、不同诱导温度和不同诱导时间对蛋白表达量的影响。结果:在诱导温度28℃、加入0.5%的甲醇诱导、诱导时间为96h时获得较高的分泌性蛋白的表达量。结论:优化了骨钙素在毕赤酵母中的表达条件,提高了表达量。     

普鲁兰酶基因在毕赤酵母中组成型表达及定点突变研究

合成Bacillus acidopullulyticus的全长普鲁兰酶基因并在毕赤酵母X-33中进行组成型外分泌表达,重组酶的最适作用温度为60℃,最适作用pH值为4.5~5.0,酶比活力为2.0 U/mg.采用重叠延伸PCR方法对普鲁兰酶基因进行定点突变,实验结果表明,625、626位点Ala、Leu氨基酸突变为Leu、Tyr氨基酸后,该酶的催化效率有所降低,而Gln487Ala的突变对催化效率没有较大的影响.该研究结果为探究关键氨基酸区域对催化效率的影响提供了一定的理论和实验基础.     

毕赤酵母生孢诱导条件的优化研究

毕赤酵母(Pichia pastoris)作为现在常用的基因工程菌株,常常会用其单倍体进行基因改良操作来达到基因工程菌株纯化的目的。在通过对毕赤酵母X-33培养过程中不同温度、碳源、盐离子及其浓度梯度等因素进行研究中,探讨其生孢诱导因子及其最佳条件。结果表明其最佳生孢条件:用YPD培养基进行预培养72h,连续2次传代后将菌涂布于乙酸钠1%,氯化钾0.6%,葡萄糖1%,微量元素0.1%,琼脂2%的诱导培养基上,28℃培养箱中培养7 d,其生孢率能达72%。结果还表明K+和Ac-是诱导毕赤酵母生孢的关键因子。