重组毕赤酵母高密度发酵生产碱性果胶酶的策略

重组Pichia pastoris GS115表达碱性果胶酶的诱导阶段, 最佳初始菌体浓度和甲醇诱导浓度分别为122 g/L和20 g/L, 两者之间最佳比值范围是0.16~0.20 g/g (甲醇/菌体浓度). 在此基础上通过生长阶段甘油的指数流加, 以及诱导阶段基于甲醇比消耗速率和溶氧等参数进行甲醇流加的方式, 将甲醇与菌体浓度比例控制在0.171~0.195 g/g之间. 此时, 酶活达到430 u/mL, 生产强度为4.34 u/mL/h, 实现了碱性果胶酶高效生产。     

碱性果胶酶在重组毕赤酵母中高效表达的关键因素研究

为提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的产量和生产强度,在摇瓶条件下优化了重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的关键因素。结果表明,以下条件：初始甘油浓度40g／L、初始甲醇浓度3.1g甲醇／gDCW、每24h添加0.51g甲醇／gDCW、诱导表达周期72h、250mL三角瓶诱导培养基装液量30mL、初始pH6,0,最适于菌体生长与产物表达。在此基础上,7L罐上通过恒速流加甘油进一步提高细胞密度,诱导阶段甲醇采取前期恒速流加和后期DO-stat,发酵结束菌体干重达80g／L,酶活为217U／mL,比摇瓶结果提高了66.2％。     

碱性果胶酶在重组毕赤酵母中高效表达的关键因素研究

为提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的产量和生产强度, 在摇瓶条件下优化了重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的关键因素。结果表明, 以下条件：初始甘油浓度40 g/L、初始甲醇浓度3.1 g甲醇/g DCW、每24 h添加0.51 g甲醇/g DCW、诱导表达周期72 h、250 mL三角瓶诱导培养基装液量30 mL、初始pH 6.0, 最适于菌体生长与产物表达。在此基础上, 7 L罐上通过恒速流加甘油进一步提高细胞密度, 诱导阶段甲醇采取前期恒速流加和后期DO-stat, 发酵结束菌体干重达80 g/L, 酶活为217 U/mL, 比摇瓶结果提高了66.2%。     

混合碳源流加对重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的影响

为提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶(PGL)的产量和生产强度,在诱导期采用多种碳源与甲醇混合添加的模式。实验结果发现:甘油、山梨醇、乳酸与甲醇的混合添加均可以提高PGL的产量,其中山梨醇与甲醇的混合流加效果最为显著。研究表明,通过双碳源混合流加可以提高细胞活力,增强醇氧化酶活力,提高毕赤酵母表达外源蛋白效率。当山梨醇的流速为3.6g/(h·L)时,PGL酶活可达1593U/mL,生产强度为16.7U/(mL·h),比对照分别提高了84.6%和45.2%,实现了碱性果胶酶的高效生产。     

不同甲醇流加策略对重组毕赤醇母高密度发酵生产水蛭素的影响

考察了不同甲醇流加策略对毕赤酵母高密度发酵生产水蛭素的影响。溶氧控制法不能有效地防止甲醇的过量流加。气相色谱离线检测法虽然防止了甲醇流加过量 ,但甲醇浓度的波动较大。利用甲醇传感器在线检测控制甲醇的流加可维持较恒定的甲醇浓度。在流加甲醇的同时 ,以限制性速率流加甘油可以增加表达期间的能量供应 ,提高产物的表达量。经优化后 ,采用甲醇甘油混合流加时细胞干重达到 16 2g L ,水蛭素活性达到 2 4×10 4ATU mL ,即 1 7g L。     

恒细胞密度发酵策略提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶的表达效率

为了提高重组毕赤酵母生产碱性果胶酶(Alkaline polygalacturonate lyase,PGL)的比速率,开发了一种新的恒细胞密度发酵策略。通过不同的甲醇流加方式,实现发酵过程细胞密度的合理控制。实验结果表明:控制细胞密度为75 g/L的策略为最优,最终单位发酵液体积生产强度和单位菌体生产强度为6.11 U/(mL.h)和81.5 U/(g.h),分别比传统高密度发酵提高了42.1%和191.2%,最终PGL酶活为441.9 U/mL。此外,该策略还具有提高细胞活性和降低蛋白酶降解作用等优势。     

不同甲醇流加策略对重组毕赤酵母高密度发酵生产水蛭素的影响

考察了不同甲醇流加策略对毕赤酵母高密度发酵生产水蛭素的影响。溶氧控制法不能有效地防止甲醇的过量流加。气相色谱离线检测法虽然防止了甲醇流加过量,但甲醇浓度的波动较大。利用甲醇传感器在线检测控制甲醇的流加可维持较恒定的甲醇浓度。在流加甲醇的同时,以限制性速率流加甘油可以增加表达期间的能量供应,提高产物的表达量。经优化后,采用甲醇甘油混合流加时细胞干重达到162g/L,水蛭素活性达到24×10⁴ATU/mL,即1.7 g/L。      

重组巴氏毕赤酵母高密度发酵表达rHSA

对基因工程菌Pichiapastoris的摇瓶发酵条件进行了试验 ,并根据摇瓶发酵的优化结果进行了补料分批高密度发酵。在摇瓶发酵时 ,甲醇诱导基因工程菌P .pastoris表达重组人血清白蛋白的发酵周期为 96h ;甲醇的最佳诱导浓度为 1 0g L ;发酵pH范围为 5 72～ 6 5 9;在摇瓶培养时 ,随着接种量的增加 ,虽然目的蛋白表达量缓慢增加 ,但单位细胞光密度的蛋白产率却明显下降 ,符合y =1 2 941x- 0 50 59方程 (线性相关系数r=0 9789) ,其限制性因子很可能为溶氧。在分批发酵 ,接种量为 1 0 %且种子细胞光密度 (OD60 0 )为 2 0左右时 ,细胞生长的延迟期为 2 1 1h左右 ,细胞生长光密度与培养时间的关系模型为 :y =0 7841e0 .2 3 19t(线性相关系数r=0 .993 6 ) ;在补料发酵时细胞干重浓度可达到 1 1 5g L— 1 6 0g L ,在 1 2 0h重组人血清白蛋白表达量最大达到 3 6g L。     

重组巴斯德毕赤酵母高密度发酵表达植酸酶

对巴斯德毕赤酵母的高密度发酵条件进行了试验,并根据摇瓶发酵的优化结果进行了补料方式的研究。在摇瓶发酵时,最佳种龄为16h,接种量为3％,甲醇的诱导浓度为15g／L,生长阶段最适pH为5．0,诱导阶段最适pH为5．5。在间歇补料、恒速补料、变速补料三种补料方式中以变速流加最优。     

碱性果胶酶高产菌株的构建和高密度发酵

碱性果胶酶可用于苎麻脱胶和棉织物前处理的精练工艺,与传统的高温碱煮相比,具有保护纤维、降低能耗和化学污染的优势,因此获得高表达的碱性果胶酶基因工程菌,低成本生产碱性果胶酶对于纺织工业节能减排具有重要的意义。前期研究工作已经将来源于枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 168的碱性果胶酶基因pel经过密码子优化后在毕赤酵母Pichia pastoris GS115中成功表达。本研究为了提高其表达量,首先利用启动子和信号肽都优化的载体pHBM905BDM进行表达,摇瓶酶活从68 U/mL增加到100 U/mL,qPCR检测转录水平提高了27%。再利用果胶底物平板筛选水解圈大的转化子进行摇瓶发酵获得菌株GS115-pHBM905BDM-pels4,摇瓶酶活为536 U/mL。随后构建重组质粒pPIC9K-pels,电转化菌株GS115-pHBM905BDM-pels4,利用抗生素G418平板进行筛选,在含4 mg/mL的G418抗性平板上得到菌株GS115-pHBM905BDM-pPIC9K-pels1,摇瓶酶活为770 U/mL,qPCR测定含7个拷贝目的基因。最后将该菌株在5 L的发酵罐中进行高密度发酵,果胶酶酶活提高至2 271 U/mL。该碱性果胶酶酶活已达到目前酵母表达的最高水平,说明其具有很好的应用于纺织工业的潜力。     

毕赤酵母GS115表达HSA-GCSFm的诱导工艺研究

本文探讨了甲醇流加控制、添加胰蛋白胨和甲醇/山梨醇共混诱导对重组毕赤酵母GS115/pPIC9K-HSA-GCSFm表达HSA-GCSFm的影响.结果显示:甲醇供应充足条件下HSA-GCSFm表达水平仅为37 mg·L-1,而甲醇添加受限条件下HSA-GCSFm表达水平可达到239mg·L-1;甲醇添加受限并添加胰蛋白胨条件下,HSA-GCSFm表达水平可以提高到266 mg·L-1;在此基础上,流加山梨醇作为辅助碳源,表达水平可大幅提高至424 mg·L-1.通过对各诱导条件下OUR、胞外蛋白酶及碳流分配进行分析后发现,将甲醇限制在低浓度同时添加胰蛋白胨与山梨醇,可以改善细胞代谢活性,增加细胞用于HSA-GCSFm合成的碳流分配量,降低胞外蛋白酶活性,从而提高了HSA-GCSFm的表达水平并缓解了HSA-GCSFm的降解.因此,该诱导工艺适于毕赤酵母高效表达HSA-GCSFm.     

宏基因组来源果胶酸裂解酶在毕赤酵母中的表达及应用

果胶酸裂解酶可用于含果胶废水的处理、纸浆漂白以及棉麻纺织品的生物精炼等。基于高通量宏基因组测序技术,从富含果胶土壤宏基因组中挖掘得到一个果胶酸裂解酶基因pela。将pela连接表达载体pPIC9转化毕赤酵母Pichia pastoris GS115。在3 L发酵罐水平,甲醇诱导10 h后,培养基中果胶酸裂解酶活力达到10.8 U/mL。重组PELA的最适温度为45℃,最适pH为9.0,在pH 7.5~11.0具有良好的稳定性。PELA的比活力为244.12 U/mg,以聚半乳糖醛酸为底物时催化反应的Km和Vmax分别为0.26 mg/mL和488.40 μmol/min·mg。EDTA及金属离子Cd2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Fe3+能够高度抑制酶的活性,1 mmol/L Ca2+和2 mmol/L K+对酶活力有促进作用。将重组PELA作用于苎麻纤维4 h后,纤维质量损失率达到9.2%,苎麻纤维分散度和白度都明显提高。结果表明从宏基因组来源的果胶酸裂解酶PELA在苎麻脱胶中具有良好的应用潜力。     

中性内切型纤维素酶在毕赤酵母中高水平表达的研究

中性内切型纤维素酶在纺织及造纸工业具有重要的应用,为了进一步提高从我国草菇中克隆的一种新的中性内切型纤维素酶(EG1)在Pichiapastoris中的表达水平,我们进行了提高基因拷贝数及高密度发酵等多种手段实现其高水平表达的研究。在前期研究的基础上,利用对已整合eg1的重组子再转化的方法,从含有2000μgLZeocin的YPDSZ平板上筛选到高抗Zeocin转化子,在摇瓶培养条件下,该转化子表达量比原来提高了3.8倍,在pH4～8条件下均有稳定表达,接种量(OD600=5.0)表达水平最好,提高甲醇的诱导浓度对表达有显著的促进作用。用3.2L发酵罐进行了高密度发酵,甲醇诱导95.5h后达到最高值,比摇瓶培养再提高了6.4倍,因此利用高抗Zeocin转化子及高密度发酵的手段,使EG1的表达水平提高了34倍,蛋白表达量达8.80mgmL,EG1酶活达到543.36IUmL,实现了中性内切纤维素酶的高水平表达,本研究将大大促进建立我国纺织用纤维素酶大规模高效生产技术。     

以葡萄糖为生长相基质的重组毕赤酵母表达植酸酶发酵

甲醇营养型毕赤酵母表达外源蛋白是在醇氧化酶（alcohol oxidase,AOX）启动子（PAOXI）严格调控下进行的,然而这种启动子在转录水平受到葡萄糖的阻遏。本文研究了毕赤酵母在葡萄糖替代甘油为生长相碳源时表达重组植酸酶蛋白的发酵特征。结果表明：初始葡萄糖浓度为20dL的细胞得率高,为0．39g[DCW]／g。通过基于实时参数（溶氧和呼吸商）调控的葡萄糖补料策略,生长相40h后细胞密度达到100g[DCW]／L,甲醇诱导100h后植酸酶产量达到2200FTUphytase／mL,甲醇得率系数为0．25FTU phytase／gmethnol。因此,在毕赤酵母高表达重组蛋白培养中葡萄糖能够用作生长相基质,并能实现重组蛋白的高效表达。