溶氧反馈分批补料高密度培养人骨形成蛋白-2工程菌

对表达人骨形成蛋白2成熟肽的基因工程大肠杆菌E.coli DH5α/pDH-B²m在500mL摇瓶中进行了培养条件的摸索实验,并在此基础上扩大至NBS Bioflo IV 20L发酵罐,利用溶氧反馈-分批补料培养技术：在培养过程中保持适当的溶解氧（40%）,以溶氧值在线反馈控制搅拌速度及流加补料培养基,使细菌保持适当的比生长率,成功地进行了工程菌的高密度培养,最终菌体密度达OD₆₀₀=57,每升干菌量22.8 g,目的蛋白的表达量占细菌总蛋白的30%,人骨形成蛋白2成熟肽的理论产率达到3.59 g/L。      

利用恒溶氧．补料分批技术高密度培养大肠杆菌生产重组人骨形成蛋白-2A

对表达人骨形成蛋白－2A(BMP－2A)的重组大肠杆菌YK537／pDH－B2m在500ml摇瓶中进行了培养条件的摸索实验,继后用5L自控发酵罐进行分批培养和分批补料培养,以获取rhBMP－2A两种培养方式结果比较表明,在培养过程中保持30％～40％左右的溶解氧和限制性流加葡萄糖可以使BMP-2A的含量达到2．78g／L,最终菌体密度为OD₆₀₀53(相当于干菌21．2g／L),重组蛋白的表达量占菌体总蛋白的25％。该培养技术的关键是：(1)在培养过程中保持适当的溶解氧;(2)限制性流加葡萄糖;(3)42℃起始诱导的时间控制在对数生长中期,持续表达时间为4h;(4)细菌持续生长的比生长速率控制在0．3h -1左右。     

利用恒溶氧—补料分批技术高密度培养大肠杆菌生产重组人骨形成蛋？…

对表达人骨形成蛋白－２Ａ的重组大肠杆菌ＹＫ５３７／ｐＤＨ－Ｂ２ｍ在５００ｍｌ摇瓶中进行了培养条件的摸索实验,继后用５Ｌ自控发酵罐进行分批培养和分批补料培养,以获取ｒｈＢＭＰ－２Ａ。两种培养方式结果结果比较表明,在培养过程中保持３０％－４０％左右的溶２解氧和限制性流加葡萄糖可以使ＢＭＰ－２Ａ的含量达到２．７８ｇ／Ｌ,最终菌体密度为ＯＤ６００５３,重组蛋白的表达量占菌体总蛋白的２５％。     

重组人骨形成蛋白-3成熟肽的表达、纯化及诱骨活性的研究*

推测人骨形成蛋白-3羧基端的127氨基酸的肽段为其成熟肽(hRMP 3m)。将编码此成熟肽的cDNA插入含PL启动子的表达质粒pDH中,构建表达质粒pDH-B-3m,转化大肠杆菌DH5α。42℃热诱导6h后表达量达到最高水平,约占菌体总蛋白28％;表达产物以包涵体形式存在。包涵体经分离和洗涤后．溶解于尿素,在变性溶解状态下经阳离子交换层析,目的蛋白纯度至少在95％以上。再经稀释复性。然后将纯化、复性的重组人骨形成蛋白3成熟肽(rhBMP－3m)植入小鼠肌肉间隙,于不同时间取材观察,在局部可见典型的软骨形成、软骨内成骨以及骨组织形成的过程,证实所制备的rhBMP－3m具有明显的异位诱骨活性。     

重组人骨形成蛋白-3羧基端肽在大肠杆菌中表达及其诱骨活性

以双顺反子表达载体,在大肠杆菌中经ＩＰＴＧ诱导表达了人骨形成蛋白－３羧基端肽段（ｈＢＭＰ－３Ｃ）,表达量占菌体总蛋白量的１８．５％．目的蛋白为２５ｋＤ、含ｈＢＭＰ－３Ｃ端２１５个氨基酸残基组成的肽段,包括ｈＢＭＰ－３成熟肽和一部分前肽．表达产物以包涵体的形式存在,用含ＴｒｉｔｏｎＸ－１００的洗涤液和５ｍｏｌ／Ｌ以下脲溶液连续洗涤,可获得较高纯度的重组人骨形成蛋白－３Ｃ端肽．经复性处理成可溶性蛋白,植入小鼠肌肉内,第１４ｄ组织切片显示有软骨细胞和软骨基质形成,第２１ｄ可见成骨细胞和骨基质形成．将ｒｈＢＭＰ－３Ｃ与脱矿去免疫原性异种骨粒复合后作小鼠肌肉植入试验,２１ｄ组织切片上可见硬质骨形成．结果表明：大肠杆菌表达的ｈＢＭＰ－３Ｃ经复性后具有诱骨活性,糖基化并非ＢＭＰ－３活性所必需．     

重组人骨形成蛋白—3羧基端肽在大肠杆菌中表达及其诱骨活性

以双顺反子表达载体,在大肠杆菌中经ＩＰＴＧ诱导表达了人骨形成蛋白－３羧基端肽段（ｈＢＭＰ－３Ｃ）,表达量占菌体总蛋白量的１８．５％。目的蛋白为２５ｋＤ、含ｈＢＭＰ－３Ｃ端２１５个氨基酸残基组成的肽段,包括ｈＢＭＰ－３成熟肽和一部分前肽。表达产物以包涵体的形式存在,用含ＴｒｉｔｏｎＸ－１００的洗涤液和５ｍｏｌ／Ｌ以下脲溶液连续涤,可获得较高纯度的重组人骨形成蛋白－３Ｃ端肽,经复性处理成可溶性蛋白,植     

人胰高血糖素样肽-1突变体融合蛋白在大肠杆菌中的自诱导表达优化

考察了在大肠杆菌中自诱导表达人胰高血糖素样肽-1突变体融合蛋白的可行性,并对自诱导培养条件及培养基成分进行优化,以提高蛋白产量。实验结果表明,最优培养基成分为蛋白胨19.17g/L,酵母膏9.59g/L,Na2HPO45.72g/L,KH2PO45.48g/L,(NH4)2SO42.66g/L,NaCl3.33g/L,甘油2%(V/V),葡萄糖0.68g/L,乳糖6.33g/L,MgSO40.24g/L。在温度33°C、接种量1%、pH7、装瓶量20mL/100mL培养条件下,用该最优培养基自诱导表达人胰高血糖素样肽-1突变体融合蛋白的产量可达348.6mg/L。     

溶氧对杀菌肽-X发酵工艺的影响

本研究采用 30L自动控制发酵罐研究了重组杀菌肽 X工程菌的基本发酵条件。经 12h发酵培养 ,发酵培养基中氨苄青霉素浓度为 0和 100μg/mL时 ,包涵体得率基本一致 ,干重分别为1.24和1.20g L ;控制溶氧为 20%～30%和溶氧自然变化 (转速分别为 250和150r/min)的条件下 ,包涵体得率有较大差异 ,干重分别为0.05、0.71和1.24g L。在较优化的发酵条件下 ,目的融合蛋白的表达量占菌体总蛋白的 45%～50%。     

产HSA—CP融合蛋白毕赤酵母的发酵条件优化

为提高重组毕赤酵母生产人血清白蛋白-C肽融合蛋白（HSA—CP）的产量和生产强度,在摇瓶条件下考察了甲醇诱导时间和浓度对目的蛋白产量的影响。结果表明,质量浓度10g/L的甲醇诱导72h最适于产物表达。通过对7L发酵罐中各因素的优化,得到最佳条件为：初始甘油质量浓度10g/L,30℃培养,菌体生长期和诱导期的pH及溶氧分别控制在pH5．0、30％溶解O2或pH6．0、15％的溶解O2。10g/L的甲醇诱导72h,最终使干细胞质量浓度达到56．43g/L,目的蛋白产量达368．45mg／L。生产强度为3．920mg/（L·h）,目标蛋白的比生产速率为5．12mg/（L·h）。     

人骨形成蛋白-7成熟肽基因在巴斯德毕氏酵母中的分泌表达

目的:利用甲醇酵母表达系统,构建重组人骨形成蛋白-7(rhBMP-7)成熟肽的基因工程菌,并实现其分泌表达。方法:采用PCR方法,依据GenBank数据库中hBMP-7成熟肽序列(AccessionNo.NM_001719)设计并合成一对引物,从已构建的含hBMP-7的克隆载体中扩增获得人骨形成蛋白-7成熟肽基因片段,并以pPIC9K为表达载体构建重组表达质粒,电转化巴斯德毕氏酵母SMD1168,于30℃进行甲醇诱导分泌表达,经筛选获得rhBMP-7成熟肽表达株,并进行了表达产物的活性测定。结果:表达产物存在于培养上清中,约占分泌蛋白总量的8%。经Western印迹分析可以检测到重组表达产物,ELISA检测其具有特异性结合活性。结论:构建了重组人骨形成蛋白-7成熟肽的基因工程菌并在甲醇酵母中实现了分泌表达,为进一步的活性及功能研究奠定了基础。     

离子交换色谱法对大肠杆菌表达的人重组骨形态发生蛋白-7的纯化

重组大肠杆菌高量表达重组人骨形态发生蛋白-7(rhBMP-7),每升培养液约得到湿菌体3g,其中目的蛋白约占菌体总蛋白量的40％。裂解离心,用低浓度变性剂洗涤初步纯化包涵体,上清中无目的蛋白损失;将包涵体溶解于高浓度变性剂溶液中,目的蛋白纯度提高到60％;然后在不同条件下用离子交换色谱法对变性状态下的蛋白质进行纯化,绝大部分杂蛋白被除去,目的蛋白纯度达95％以上;改变条件,可以减少rhBMP-7损失;用Western blot对目的蛋白进行特异性鉴定。     

基因重组大肠杆菌表达HrpNEcc蛋白的发酵条件及诱导条件优化

对已构建好的表达HrpNEcc蛋白的工程菌BL21(DE3)/pET30a(+)hrpN Ecc的摇瓶发酵条件及乳糖诱导进行优化, 通过在7L发酵罐中放大发酵实验,以期提高蛋白产量并降低生产成本。在摇瓶中优化的发酵及诱导条件是：5% 的接种量,TB培养基,菌体培养至对数生长前期,添加3g/L外源诱导剂乳糖时,HrpNEcc蛋白产量可达417.60mg/L,比不添加乳糖时提高了36.73%,比用IPTG诱导时提高了16.85%。7L发酵罐中发酵,获得菌体湿重达到57.24g/L（WCW）,可溶性HrpNEcc蛋白产量占细胞总蛋白的50.2%,为3.29 g/L。     

启动子优化提高重组大肠杆菌PHA产量

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一类由微生物合成的高分子聚酯的统称,具有生物可降解性、生物可再生性和良好的生物相容性,应用前景广阔。PHA具有类似塑料的材料学性能,倍受到科学界和工业界的关注,但是生产成本较高等原因极大地限制了其大规模应用。本研究通过筛选优化在微氧条件下能够高效调控基因表达的启动子,能有效提高生产菌株在微氧条件下积累PHA的能力,减少生产能耗,降低成本。首先,在大肠杆菌基因表达库中筛选出5个在微氧条件下高效调控基因表达的启动子,与编码红色荧光蛋白的RFP报告基因相连,通过酶标仪检测RFP的荧光信号值,对5个不同的微氧启动子的表达强度进行评估,比较得到其中最高效的启动子Pslp。为进一步提高生产PHA的效率,将2个Pslp序列采用串联的方式构建得到一个新启动子P2slp,利用其调控PHA代谢合成途径中3个关键基因phbC、phbA和phbB的表达。通过发酵扩大生产,在启动子P2slp的调控下,重组大肠杆菌的细胞干重由22 g/L提高至29 g/L,PHA的产量由49.1%提高至81.3%。本研究通过筛选优化启动子提高了重组大肠杆菌生产PHA的产量,为PHA的产业化应用提供了一种有效的提高PHA产量的方法,具有实际价值。     

重组人骨形态发生蛋白－2成熟肽在大肠杆菌中的表达及其诱导成骨活性

报告了人骨形态发生蛋白－２（ＢＭＰ－２）成熟肽的基因克隆,及其在大肠杆菌中的表达。用ＡｆｌⅡ酶剪除ＢＭＰ－２ｃＤＮＡ中的信号肽及前肽部分的序列,将编码成熟肽的ｃＤＮＡ３′端０．３６ｋｂ基因片段克隆于大肠杆菌表达载体ｐＭＸ－１质粒的ＡＴＧ下游,受控于ＰＬＰＲ启动子。重组子以大肠杆菌ＤＨ５α为宿主细胞进行温度诱导表达。工程菌经４２℃６ｈ诱导后,在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ上出现一条新蛋白带,分子量约为１２ｋＤ,约占菌体总蛋白的２０％。主要以包涵体形式存在的表达产物经初步纯化后,可获得纯度较高的重组人骨形态发生蛋白－２成熟肽（ｒｈＢＭＰ－２ｍ）。小鼠肌肉植入试验发现。ｒｈＢＭＰ－２ｍ植入后的不同时间,在局部出现间质细胞的聚集和增生、软骨细胞及软骨基质的生成和硬质骨的形成,证明ｒｈＢＭＰ－２ｍ具有明显的诱导新骨形成的作用。     

High cell density culture of metabolically engineered Escherichia coli for the production of poly(3-hydroxybutyrate) in a defined medium

A recombinant Escherichia coli strain XL1-Blue harboring a stable high-copy-number plasmid pSYL107 containing the Alcaligenes eutrophus polyhydroxyalkanoate biosynthesis genes and the Escherichia coli ftsZ gene was employed for the production of poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) by fed-batch culture in a defined medium. Suppression of filamentation by overexpressing the cell division protein FtsZ allowed production of PHB to a high concentration (77 g/L) with high productivity (2 g/L/h) in a defined medium, which was not possible with the recombinant E. coli that underwent filamentation. Further optimization of fed-batch culture condition resulted in PHB concentration of 104 g/L in a defined medium, which was the highest value reported to date by employing recombinant E. coli.     

产1,3-丙二醇基因工程菌发酵条件的研究

利用途径工程的方法,将来源于克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)的甘油脱水酶基因dhaB和1,3-丙二醇氧化还原酶基因dhaT构建成多顺反子重组质粒pSE-dhaB-dhaT并在大肠杆菌JM 109中进行表达,在大肠杆菌中构建一条新的产1,3-丙二醇代谢途径。研究表明,重组菌株JM 109/pSE-dhaB-dhaT在微好氧条件下,尝试用廉价的乳糖为诱导物、维生素B12为辅酶,可以将甘油转化为1,3-丙二醇,产量达15.34 g/L,甘油转化率为35.7%,对低成本生产1,3-丙二醇作了有益的探索。     

大肠杆菌中高效表达rhBMP-4的探讨及初步活性测定

目的 在大肠杆菌中表达具有生物活性的rhBMP-4。方法 在不改变氨基酸序列的前提下,以全基因合成的方式对人BMP-4成熟肽基因全长进行定点突变,将之重组入pET-3c表达载体并转化至大肠杆菌BL21(DE)plysS。IPTG诱导和包涵体复性后,利用C2C12细胞横向成骨细胞分化实验以及小鼠肌袋异位骨形成实验检测其活性。 结果 获得0.348 kb的BMP-4 DNA序列,表达的目的蛋白主要以包涵体的形式存在。经纯化及复性后,体内与体外的活性检测表明rhBMP-4有良好的诱骨生成活性。结论 该方案能够实现rhBMP-4在大肠杆菌中的高效表达。     

Codon optimization for high level expression of human bone morphogenetic protein-2 in Escherichia coli

Codons in the open reading frame (ORF) encoding for human bone morphogenetic protein-2 (hBMP-2) were optimized to reach high level expression in Escherichia coli. The optimization was done by the computer programs DNA works and DNA Star according to Thermodynamically Balanced Inside Out (TBIO) approach. The ORF consisting of 342 base pairs (bp) was assembled using two-steps Polymerase Chain Reaction, cloned into a pGEM-T vector with a mutation rate of 6.38 bp per kb and transformed into E. coli JM109. After a DNA sequence confirmation, mutation-free ORF was subcloned into pET32b and transformed into E. coli BL21(DE3). The rhBMP-2 was produced as a thioredoxin-his-tag fusion protein at relatively high level, approximately 60% of total intracellular proteins as inclusion bodies (IB), with a yield of 1.39 g per liter culture. Solubilization of IB gave soluble monomer rhBMP-2 with a recovery of 13.6% and refolding of soluble rhBMP-2 produced dimeric forms with a yield of 8.7%. The size and identity of the purified rhBMP-2 was confirmed by nano-LC-MS/MS2 analysis. Our work demonstrates for the first time that by using TBIO approach, a codon-optimized ORF encoding for rhBMP-2 protein can be expressed at high level in E. coli expression system.     

Mass production of human epidermal growth factor using fed-batch cultures of recombinant Escherichia coli

Fed-batch cultures of recombinant E. coli HB101 harboring expression plasmid pTRLBT1 or pTREBT1, with acetate concentration monitoring, are investigated to obtain high cell density and large amounts of human epidermal growth factor (hEGF). The expression plasmid pTRlBT1 contains a synthetic hEGF gene attached downstream of the N-terminal fragment of the trp L gene preceded by the trp promoter. The expression plasmid pTREBT1 contains the same coding sequence attached downstream of the N-terminal fragment of the trp E gene preceded by the trp promoter, trp L gene, and attenuator region. E. coli harboring pTREBT1 produces 0.56 mg/L hEGE and immediately degrades it. On the other hand E. coli harboring pTRLBT1 produces 6.8 mg/L hEGF and does not decompose it. Prominent inclusion bodies are observed in E. coli cells harboring pTRLBT1 using an election microscope. To Cultivate E. coli harboring pTRLBT1, a fed-batch culture system, divided into a cell growth step and an hEGF production step, is carried out. The cells grow smoothly without acetate-induced inhibition. Cell concentration and hEGF quantity reach the high values of 21 g/L and 60 mg/L, respectively.