用毕赤酵母组成型分泌表达Canstatin-N

目的:用毕赤酵母的GAP启动子调控组成型表达Canstatin-N。方法:将canstatin-N基因重组于毕赤酵母表达载体pGAP9K的多克隆位点获得pGAP9K-can-N。用电转法将pGAP9K-can-N转化毕赤酵母GS115。筛选高G418抗性的克隆作为工程菌GS115(pGAP9K-can-N)。发酵GS115(pGAP9K-can-N)分泌表达Canstatin-N,用离子交换法纯化目标蛋白。结果:以葡萄糖为碳源,发酵48h分泌表达人血管能抑素蛋白56 mg/L。结论:用毕赤酵母的GAP启动子调控组成型表达的人血管能抑素蛋白具有诱发血管内皮细胞凋亡的生物活性。     

毕赤酵母工程菌人hepcidin的纯化及部分铁代谢活性研究

采用摇瓶培养重组毕赤酵母(Pichia pastoris)表达并分泌重组人hepcidin至胞外,经等电沉淀,凝胶过滤纯化,电泳检测样品纯度,通过Western blot检测小鼠内皮细胞中hepcidin对GFP-FPN1及TfR1表达的影响.研究发现发酵hepcidin产量达150 mg/L,纯化后经Tricine-SDS-PAGE检测为单一条带,分子质量与理论质量一致,具有抗菌活性,转染内皮细胞证实重组hepcidin可影响内皮细胞GFP-FPN1及TfR1的表达,具有调节铁代谢活性,对研究hepcidin与铁代谢的相关分子吸收机制及药物开发应用奠定了基础,对潜在的医学诊断治疗具有重要意义.     

毕赤酵母中外源表达脂肪酰-CoA还原酶生产脂肪醇

【目的】通过在毕赤酵母Komagataella pastoris GS115中外源表达来源于霍霍巴[Simmondsia chinensis(Jojoba)]的脂肪酰-Co A还原酶Jojoba FAR,利用微生物发酵生产脂肪醇。【方法】以质粒p RL105为模板PCR扩增获得霍霍巴脂肪酰-Co A还原酶的编码基因,以p GAPZαA为载体构建重组表达质粒p GAP-far,并通过电转化法转入K.pastoris GS115,筛选转化子并发酵,气相色谱-质谱联用检测发酵产物。【结果】构建了毕赤酵母重组菌株p GAPZ-far-GS115,通过摇瓶发酵检测到脂肪醇的合成。随后在7 L规模的发酵罐上发酵验证,得到脂肪醇产量为134.74 mg/L,产率为1.22 mg/(L·h)。【结论】实现了脂肪醇在毕赤酵母中的生物合成,为工业上利用毕赤酵母生产脂肪醇奠定了一定基础。     

黑曲霉阿魏酸酯酶在毕赤酵母中的组成型表达

【目的】实现黑曲霉来源的阿魏酸酯酶在毕赤酵母(Pichia pastoris GS115)中的组成型表达。【方法】以黑曲霉(Aspergillus niger)基因组为模板,经重叠延伸PCR扩增得到阿魏酸酯酶基因(AnfaeA),将其与载体pGAP9K相连,构建重组表达载体p GAP9KAnfae A,经SalI线性化后电转入毕赤酵母GS115中,得到重组菌株。高效液相色谱法测定发酵液中阿魏酸酯酶活力,并对重组菌进行了发酵优化。【结果】克隆得到783 bp的阿魏酸酯酶编码基因并实现了其在毕赤酵母中的组成型表达。重组菌发酵84 h后,上清液中酶活达5.72±0.10 U/m L。重组酶(reAnfaeA)经分离纯化后比酶活为59.75 U/mg,大小约为40 k D。发酵优化结果为:葡萄糖40.0 g/L,蛋白胨10.0 g/L,酵母膏30.0 g/L,CaCO_3 0.2 g/L,种龄28 h,接种量3%(体积比),装液量50 m L/250 m L。在此条件下发酵培养,酶活达15.60±0.23 U/m L。【结论】阿魏酸酯酶在毕赤酵母中的组成型表达,对研究毕赤酵母组成型表达系统和阿魏酸酯酶的发酵生产具有一定的借鉴意义。     

超嗜热酯酶EST2在不同宿主中的异源高效表达研究

来源于超嗜热古菌Alicyclobacillus acidocaldarius的酯酶EST2是目前报道的活性最高的超嗜热酯酶,具有极大的工业应用价值。为促进EST2的生产应用,将其分别在大肠杆菌及毕赤酵母中进行异源表达,并就不同宿主对表达情况和重组酶酶学性质的影响进行了分析。在大肠杆菌和毕赤酵母中重组表达的EST2酶学性质基本一致:最适温度分别为75℃和77.5℃,最适pH均为8.0,比活力分别为4656.6 U/mg和4078.3 U/mg,70℃水浴保温4.5 h,残余活力均在70%以上。在摇瓶发酵的基础上,于5 L发酵罐中进行了重组大肠杆菌及毕赤酵母的高密度发酵。毕赤酵母高密度发酵120 h菌体干重达68 g/L,最大表达酶活力为959.6 U/ml。大肠杆菌高密度发酵25 h菌体干重达60.8 g/L,最大酶活力14825.6 U/ml,表达量是毕赤酵母的15.4倍,单位时间产量是酵母的74.2倍。结果表明大肠杆菌发酵周期短、表达量高,更适合进行嗜热酯酶EST2的高效生产,这为促进嗜热酯酶在工业生物技术产业的应用奠定了基础。     

重组人载脂蛋白C-I在毕赤酵母中的分泌表达及鉴定

目的:在毕赤酵母中高效分泌表达与天然人载脂蛋白C-I具有相同结构和活性的重组人载脂蛋白C-I( rhApoC-I).方法:RT-PCR法自人肝组织调取编码人ApoC-I的cDNA,构建真核分泌型表达载体pPICZα/hApoC-I.重组质粒线性化后转化毕赤酵母感受态细胞,甲醇诱导表达,建立rhApoC-I的毕赤酵母表达体系.对rhApoC-I进行Western blot分析和体外活性研究.结果:经PCR法克隆的hApoC-I cDNA序列与GenBank登录序列一致.SDS-PAGE和Western blot分析均在分子量约6.6kDa出现特异性条带,2L发酵条件下表达量达到80mg/L.结论:首次在毕赤酵母菌中高效分泌表达rhApoC-I,并确定其具有抑制血小板衍生生长因子诱导的平滑肌细胞增殖的抑制作用,为进一步研究其结构与功能提供物质基础.     

毕赤酵母底盘芳香族氨基酸合成途径改造生产肉桂酸及对香豆酸*

目的:改造毕赤酵母使其异源合成类黄酮生物合成途径的重要中间体肉桂酸、对香豆酸,并优化前体芳香族氨基酸生物合成途径以提高毕赤酵母的生产能力。方法:在毕赤酵母GS115中利用乙醇诱导型人工转录系统表达Rhodotorula glutinis来源的苯丙氨酸解氨酶,并在该重组菌株中分别过表达胞内芳香族氨基酸生物合成途径中的关键酶或其突变体以进行优化。结果:异源表达苯丙氨酸解氨酶可使毕赤酵母将自身产生的L-苯丙氨酸、L-酪氨酸转化为肉桂酸(38.8 mg/L)、对香豆酸(34.2 mg/L),而通过过表达相关酶进行优化,最终肉桂酸和对香豆酸的产量分别达到124.1 mg/L和302.0 mg/L。结论:利用新的异源宿主毕赤酵母成功合成了肉桂酸、对香豆酸,并对胞内的芳香族氨基酸生物合成途径进行了优化,表明毕赤酵母具有生产黄酮类化合物的应用潜力,也为其他芳香族氨基酸衍生物或植物化合物在毕赤酵母中的异源合成奠定了基础。     

鸡α干扰素在毕赤酵母中的表达及糖基化对其表达的影响

目的:实现鸡α干扰素(ChIFNα)在毕赤酵母GS115中的表达,并考察糖基化对其表达的影响。方法:人工合成按照毕赤酵母偏好密码子优化的ChIFNα基因,克隆至分泌表达载体pPIC9,电转到毕赤酵母GS115中进行表达。利用定点突变对ChIFNα基因序列中4个糖基化位点进行缺失,SDS-PAGE分析N-糖基化对毕赤酵母表达ChIFNα的影响。结果:ChIFNα在GS115中获得了表达,在摇瓶发酵条件下,表达量为35.2 mg/L;构建了缺失1~4个糖基化位点的4个突变体,在GS115中实现了表达,分析表达结果显示,与未突变的ChIFNα对照相比,突变体的糖基化程度和表达量都有大幅度下降。结论:N-糖基化对于毕赤酵母表达ChIFNα具有重要影响,无糖基化的ChIFNα在毕赤酵母中表达量极低。     

利用毕赤酵母系统直接分泌表达具有活性的谷氨酰胺转胺酶

使用异源表达系统直接分泌表达具有活性的微生物谷氨酰胺转氨酶(Microbial transglutaminase,MTG)是目前最具前景的MTG生产方法之一,但由于产量较低无法实现工业化生产.毕赤酵母是近年来发展出的高效蛋白表达系统.通过采用pro序列与成熟MTG基因共表达的策略,成功地实现了用重组毕赤酵母分泌表达具有活性的茂原链霉菌Streptomyces mobaraense MTG.进一步通过对pro序列和MTG基因拷贝数以及重组酵母培养条件的优化,最终使得MTG在1L发酵罐中高密度发酵的酶活达到7.3 U/mL,为MTG的工业化生产奠定了基础.     

丙酮酸羧化酶基因的过量表达对富马酸代谢的影响

旨在研究丙酮酸羧化酶胞质同工酶(PC)基因在毕赤酵母中的过量表达对TCA还原途径碳源分流及草酰乙酸、L-苹果酸生产的影响,构建了表达载体pPIC3.5K-PC,并转化了毕赤酵母GS115.转化子经过表型鉴定,PCR分析和G418浓度梯度筛选获得了高拷贝的重组子( pas-01).甲醇诱导表达后,经SDS-PAGE分析及PC活性检测,发现酶活提高了3倍,说明PC在毕赤酵母中获得了成功表达.以pPIC3.SK转化菌为对照,对该重组子进行了草酰乙酸及苹果酸的发酵研究.结果显示,草酰乙酸产量( 177.4 mg/L)提高了109.6％,L-苹果酸的产量(127.45 mg/L)提高33.7％,菌体生物量提高15.7％,表明PC的过量表达有助于L-苹果酸和草酰乙酸的积累,并且对菌体的生长有一定的促进作用.