ErbB2受体酪氨酸激酶激酶区的表达与纯化

以GFP融合表达的形式在毕赤酵母中表达具有生物活性的受体酪氨酸激酶ErbB2的激酶区.构建受体酪氨酸激酶激酶区与GFP的融合表达载体pPIC3.5K,转化毕赤酵母GS115,通过组氨酸营养缺陷型筛选,G418高拷贝菌株筛选,以及摇瓶诱导表达筛选,选取较高水平表达菌株进行5升罐培养,以镍亲和层析手段纯化得到蛋白表达产物,进行SDS-PAGE分析和酶联免疫反应检测酶活.结果表明在毕赤酵母中成功诱导表达了约100kD的激酶融合蛋白并具有激酶活性.该研究为筛选ErbB2的抑制剂奠定了基础.     

毕赤酵母液滴微流控高通量筛选方法的建立与应用

巴斯德毕赤酵母是当前应用最为方便和广泛的外源蛋白表达系统之一,为了进一步提高其表达外源蛋白的能力,文中建立了基于液滴微流控的毕赤酵母高通量筛选方法,并以木聚糖酶融合荧光蛋白为例,筛选获得木聚糖酶表达和分泌能力提高的突变株。通过PCR扩增得到木聚糖酶xyn5基因和绿色荧光蛋白gfp基因融合片段,并克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中构建出木聚糖酶融合绿色荧光蛋白的质粒pPIC9K-xyn5-gfp,电转化至毕赤酵母GS115中得到表达木聚糖酶和绿色荧光蛋白的毕赤酵母SG菌株。该菌株经过常压室温等离子体诱变后进行单细胞液滴包埋,液滴培养24h后进行微流控筛选,获得高表达木聚糖酶的突变菌株,进而用于下一轮的诱变突变库构建和筛选。以此类推,经过5轮液滴微流控筛选,获得一株高产菌株SG-m5,其木聚糖酶活为149.17U/mg,较出发菌株提升300%,分泌外源蛋白的能力较出发菌株提高160%。文中建立的毕赤酵母单细胞液滴微流控高通量筛选方法能达到每小时10万菌株的筛选通量,筛选百万级别的菌株库仅需10h,消耗荧光试剂体积100μL,对比传统的微孔板筛选方法降低试剂成本近百万倍,为高效、低成本筛选获得表达和分泌外源蛋白能力提高的毕赤酵母提供了一条新途径。     

商陆抗病毒蛋白重组子筛选及发酵条件初探

目的：筛选体外高表达商陆抗病毒蛋白的毕赤酵母重组菌株,并摸索其适合的发酵条件。方法：通过电击转化将含有商陆抗病毒蛋白（pokeweed antiviral proteins,PAP）基因的分泌型表达载体PIC9K-P导入到毕赤酵母（Pachia pastoris）GS115菌株中。利用免疫印迹法筛选表达量较高的转化子。在摇瓶发酵水平对重组菌株产PAP条件进行初步研究。结果：高表达PAP的重组菌株在发酵时间为96h,10g/L的甲醇浓度,培养基pH值为6.0～6.4时PAP的表达量较高。结论：免疫印迹法适合用于毕赤酵母高表达重组菌株的筛选,重组毕赤酵母的PAP表达量可高达30mg/L。     

洛伐他汀酰基转移酶在毕赤酵母中的高效表达

目的:构建并筛选高效表达洛伐他汀酰基转移酶(Lov D)的毕赤酵母重组菌株。方法:将突变的Lov D基因克隆到毕赤酵母胞外表达质粒p PIC9K和胞内表达质粒p AO815中,将重组表达质粒电转入毕赤酵母GS115中,得到毕赤酵母重组菌株,通过摇瓶发酵筛选高酶活力的重组菌株;在此基础上,研究重组菌在5L发酵罐中的高密度发酵,并将所得酶液进行辛伐他汀催化反应。结果:p PIC9K-Lov D胞外表达重组菌的酶活是p AO815-Lov D胞内表达重组菌的3倍。筛选到酶活高的p PIC9K-Lov D-3菌株进行5L发酵罐放大实验,经过96 h的甲醇诱导表达,酶活可达609.3 U/L;发酵所得酶液冻干后进行酶功效实验,反应45 h后,其底物转化率可达96%以上。结论:构建的毕赤酵母胞外表达菌株可高效表达洛伐他汀酰基转移酶,培养液上清杂蛋白较少,有利于后续分离和纯化,为洛伐他汀酰基转移酶的工业化生产奠定了基础。     

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。     

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。     

利用毕赤酵母系统表达重组人生长激素的研究

为了获得重组人生长激素在毕赤酵母中高表达的菌株,按毕赤酵母基因密码子偏爱性,人工合成hGH的全基因序列.该基因被克隆到穿梭质粒pPIC9K中,PEG1000介导转入毕赤酵母GS115细胞,通过G418筛选获得高拷贝转化子.在甲醇的诱导下.实现了hGH在毕赤酵母中的成功表达.通过发酵条件的优化.发酵上清中的表达量达1537 mg/L经过超滤和两步层析,重组蛋白的得率这35%,纯度为97%,相对分子质量测定表明重组蛋白的相对分子质量与理论值相近.N-端氨基酸测序证实hGH基因在毕赤酵母中获得正确的表达.     

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。     

一种增加重组毕赤酵母拷贝数提高胰岛素前体产量的策略

[目的] 为了进一步提高毕赤酵母表达生产人胰岛素前体的产量,[方法] 将构建的表达载体pPICZα-IP 电转至毕赤酵母X-33中,在100 μg/mL zeocin的YPDS抗性平板筛选获得过量表达人源胰岛素前体(IP)的重组菌株B4和S6.在此基础上,以过量表达胰岛素前体的B4和S6为出发菌株,以SacI线性化的表达载体pPICZα-IP进行重复电转化,并在1000 μg/mL zeocin的YPDS平板上筛选获得一株拷贝数为7的重组毕赤酵母2B4.[结果] 该菌株在5L规模发酵罐上,人源胰岛素前体产量是低拷贝数菌株B7的2.7倍,且菌体并未因拷贝数高而表现出生长不良的现象.实时定量PCR检测后,发现2B4菌株胰岛素前体基因的转录水平是B7的2倍.[结论] 综上结果表明,采用抗性筛选和重复电转相结合的高拷贝重组毕赤酵母构建策略,能有效促进目的基因的转录水平,最终显著提高目标蛋白的产量.     

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。     

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。     

重组胰岛素原在毕赤酵母中高效分泌表达的研究

为了提高胰岛素在酵母的分泌表达效率,首先合成了胰岛素原基因,并在其序列的N端引入了一段引导肽,构建成p PICZα-A-Pro-INS重组分泌型表达载体。将表达载体线性化处理后电击转化毕赤酵母GSll5感受态细胞,筛选获得分泌型高表达工程菌株,重组蛋白的表达水平为300 mg/L,占分泌总蛋白的40%左右。该结果表达明引导肽的存在对于在毕赤酵母中高效表达胰岛素的基因至关重要。     

人血清白蛋白-C肽融合蛋白在毕赤酵母中的分泌表达

目的构建重组表达人血清白蛋白(HSA)-C肽(CP)融合蛋白的毕赤酵母表达菌株.方法根据表达系统的密码子偏好性优化CP基因,酶切连接pBlue-HSA质粒(HSA1 800bp)和CP(100bp)基因,将HSA-CP融合基因双酶切后插入分泌表达栽体pPIC9K中,重组质粒pPIC9K-HSA-CP经SalⅠ线性化后,电击转化毕赤酵母GS115,表型筛选Mut 转化子.PCR鉴定后,用甲醇诱导摇瓶分泌表达.结果融合基因约为1 900bp,序列测定正确.SDS-PAGE分析表明表达融合蛋白的相对分子量约为70kD,摇瓶培养表达量为140mg/L,Western blot鉴定显示表达的融合蛋白为HSA和CP的杂合分子.结论实现了HSA-CP融合蛋白在毕赤酵母中的分泌表达,细胞活性研究显示HSA-CP融合蛋白对人胚肾293细胞的生长具有一定的促进作用.     

α-1,6-甘露糖转移酶基因敲除的毕赤酵母菌株构建及其用于融合蛋白HSA/GM-CSF 表达的研究

酵母对蛋白的糖基化修饰过程不同于哺乳动物,其特点为产生高甘露糖型糖基且易发生过度糖基化。本研究通过两步基因重组敲除目标基因的方法成功敲除了毕赤酵母中的α-1,6-甘露糖转移酶(och1p)基因,获得了och1敲除的菌株。以此为基础,构建了高效表达人血清白蛋白与粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子融合蛋白(HSA/GM-CSF)的工程酵母,与野生型毕赤酵母表达的过度糖基化HSA/GM-CSF不同,och1敲除菌表达的该融合蛋白糖基化程度明显降低,这为该融合蛋白的开发提供了重要基础。och1敲除菌株的构建不仅提供了一个对糖蛋白进行低糖基化修饰的毕赤酵母表达系统,而且为进一步的酵母糖基工程改造提供了基础。     

人内皮细胞抑制生长素在毕赤酵母中的高效表达

根据人胶原蛋白ⅩⅧNC结构域C末端编码内皮细胞抑制生长素 (Endostatin)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内皮细胞抑制生长素基因序列。该基因以N端融合的方式正确插入毕赤酵母诱导型表达载体pPICZαA中。通过电激将线性化的重组质粒转化到毕赤酵母SMD1 1 68细胞中 ,筛选获得表达具有生物活性的内皮细胞生长抑制素的高产菌株。在摇瓶发酵水平上 ,产量达到 80mg L。而利用生物反应器进行高密度发酵 ,Endostatin的产量可达 1 2 5mg L。纯化后的Endostatin具有抑制小鼠血管内皮细胞增殖的活性     

枯草芽孢杆菌β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中的分泌表达

目的:研制高效分泌表达枯草芽孢杆菌β-甘露聚糖酶的毕赤酵母基因工程菌株。方法与结果:将优化设计的枯草芽孢杆菌MA139β-甘露聚糖酶基因用EcoRⅠ/XbaⅠ双酶切,克隆到诱导型表达载体pPICzαA中α因子信号肽编码序列的下游,转化大肠杆菌筛选重组质粒,转化毕赤酵母X-33感受态细胞,经Zeocin筛选,获得重组表达菌株X-33/mann。将重组菌株在10L全自动发酵罐中进行高密度发酵培养,甲醇诱导72h发酵活力达到2100U/mL。重组甘露聚糖酶的最适催化温度为40℃,最适催化pH值为6.0。结论:枯草芽孢杆菌β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中获得了高效分泌表达,具有开发作为饲料添加剂的潜能。     

Man5GlcNAc2哺乳动物甘露糖型糖蛋白的毕赤酵母表达系统构建

蛋白的糖基化对蛋白的活性、高级结构及功能都有重要的影响。酵母表达的糖蛋白不同于哺乳动物表达的杂合型或复杂型糖蛋白,而是高甘露糖型或过度甘露糖化糖蛋白。在前期成功敲除毕赤酵母α-1,6-甘露糖转移酶(Och1p)基因、阻断毕赤酵母过度糖基化,获得毕赤酵母过度糖基化缺陷菌株GJK01 (ura3、och1) 的基础上,通过表达不同物种来源的α-1,2-甘露糖苷酶I (MDSI) 的活性区与酵母自身定位信号的融合蛋白,并通过DSA-FACE (基于DNA测序仪的荧光辅助糖电泳) 分析筛选报告蛋白HSA/GM-CSF (人血清白蛋白与粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子融合蛋白) 的糖基结构,发现当编码酿酒酵母α-1,2-甘露糖苷酶 (MnsI) 基因的内质网定位信号与带有完整C-端催化区的拟南芥MDSI基因融合表达时,毕赤酵母工程菌株能够合成Man5GlcNAc2哺乳动物甘露糖型糖蛋白。这为在酵母体内合成类似于哺乳动物杂合型或复杂型糖基化修饰的糖蛋白奠定了基础。     

甘露聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

采用PCR的方法,以枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis基因组 DNA 为模板,克隆出甘露聚糖酶MAN的成熟肽编码序列,将其插入巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris表达载体pPIC9K中,并位于α-因子信号肽序列的下游,获得重组质粒pPIC9K-MAN。重组质粒线性化后用聚乙二醇法导入毕赤酵母Pichia pastoris菌株GS115中,经大量筛选,获得高效分泌表达甘露聚糖酶的毕赤酵母工程菌株MAN22。将此菌株在5 L发酵罐中进行高密度发酵,测定酶活最高达1102IU /mL,同时对重组甘露聚糖酶的性质进行了初步研究。     

HPV18晚期蛋白L1在毕赤酵母菌中的表达及鉴定

目的:用毕赤酵母胞内表达载体构建含人乳头瘤病毒18型(HPV18)L1基因质粒,诱导表达并进行鉴定。方法:按照毕赤酵母密码子偏爱性原则,合成全长L1基因,然后克隆到pAO819表达载体上,在体外分别构建含一个拷贝和二个拷贝的L1基因载体。线形化后转化到GS115酵母细胞,经G418抗性筛选,获高拷贝重组子并经甲醇诱导表达,表达产物采用化学发光Western blot鉴定,一抗为抗HPV18L1蛋白鼠抗血清。结果:在55kDa处有诱导蛋白免疫印迹出现,并在电镜下观察到HPV18的病毒样颗粒(VLPs),证明该表达系统能表达出HPV18 L1蛋白。结论:本实验构建的毕赤酵母表达菌株,可经甲醇诱导表达HPV18L1晚期蛋白,为进一步研制人乳头瘤病毒18型基因工程疫苗打下基础。     

木质素过氧化物酶基因（LipH8）的克隆及在甲醇毕赤酵母中的表达

以黄孢原毛平革菌 (Phanerochaetechrysosporium)RNA为模板 ,克隆LipH8基因片段 ,研究LipH8基因在甲醇毕赤酵母中的表达。构建了甲醇酵母表达质粒pMETA_LipH8载体 ,并将其线性化后用电穿孔法导入PichiamethabolicaPMAD16 ,部分阳性克隆的PCR结果表明LipH8基因已经整合到甲醇毕赤酵母染色体上 ,经摇瓶培养筛选出表达水平较高的酵母工程菌株。胞外木质素过氧化物酶活力达 932U L。