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。     

猪囊尾蚴疫苗候选基因TSO18在酵母中的高效表达

将猪带绦虫六钩蚴TSO18基因亚克隆至毕赤酵母分泌性表达载体pPIC9K,构建重组表达载体pPIC9K_TSO18,电转化毕赤酵母菌GS115,使重组表达载体与酵母染色体发生同源整合。采用G418抗性梯度法筛选得到多拷贝重组菌株,用甲醇进行诱导表达,并对表达产物进行SDS_PAGE和Western blot分析、脱糖基化分析、分子筛纯化和小鼠免疫接种等表明,目的蛋白得到了高效表达并进行了适度的糖基化,易于纯化且具有免疫活性。在5L发酵罐中目的蛋白表达量达到2.54mg/mL,为制备基因工程疫苗打下了坚实的基础。     

OSF1在毕赤酵母菌中的分泌表达及其生物活性

为了研究人成骨细胞刺激因子(Human osteoblast-stimulating factor,OSF-1)的生物学活性,构建OSF-1高效毕赤酵母表达菌株并表达纯化具有生物活性的OSF-1。首先通过全基因人工合成的方法合成人osf-1基因,并克隆至毕赤酵母分泌表达载体pPIC9K,构建重组表达质粒pPIC9K/osf-1,线性化后电转化酵母宿主菌GS115,构建P.pastoris GS115/pPIC9K/osf-1,经MD、G418-YPD平板和PCR法筛选,获得多拷贝转化子。阳性表达菌株在25℃,经1%的甲醇诱导表达96 h,重组蛋白的表达量达到最大。经SDS-PAGE电泳分析所表达的重组蛋白约为18 kDa,与人成骨细胞刺激因子相符。表达上清经SP-Sephadex C-50离子交换层析进行纯化,得到纯度达98%以上的OSF-1。Western blotting鉴定该蛋白对人成骨细胞刺激因子抗体具有良好的抗原性。生物活性测定表明提纯的OSF-1能促进鼠成骨细胞MC3T3-E1的增殖和分化。利用重组毕赤酵母高效分泌表达了有生物活性的OSF-1,为进一步开展其抗骨质疏松活性研究及产业化开发奠定了基础。     

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。     

蛇毒类凝血酶安克洛在毕赤酵母中的表达

目的:利用毕赤酵母表达具有生物学活性的蛇毒类凝血酶安克洛。方法:根据已知的天然安克洛的氨基酸序列,结合酵母偏好密码子,设计并合成了安克洛基因序列,将其克隆至表达载体pPIC9中,得到表达质粒pPIC9/Ancrod,电转至毕赤酵母GS115(His-)菌株感受态中,通过表达筛选获得工程菌株。采用5L发酵罐对工程菌进行发酵,表达安克洛。在诱导表达阶段,补加甲醇-山梨醇混合碳源。经疏水柱、肝素亲和柱和阳离子柱三步分离纯化得到重组安克洛,并鉴定其体外生物学活性。结果:重组安克洛表观相对分子质量为43000～48000,其糖基化不均匀,去糖基后蛋白肽链的相对分子质量约29000。重组安克洛被证明具有降解并凝固牛纤维蛋白原的活性,其比活力与天然安克洛相近。结论:采用毕赤酵母表达系统表达并获得有生物学活性的重组安克洛,为大规模生产打下了基础。     

香菇菌C91-3凋亡相关蛋白24414在毕赤酵母GS115中的表达与鉴定

目的通过构建毕赤酵母表达载体将香菇菌C91-3凋亡相关蛋白24414在毕赤酵母GS115中进行表达,同时对表达产物进行鉴定。方法从香菇菌C91-3菌丝体中提取总RNA,根据转录组测序结果,用3＇-Full RACE、5＇-Full RACE方法获得24414基因,并将其克隆到毕赤酵母的表达载体pPIC9K中,构建真核重组表达质粒pPIC9K-24414。用电转化的方法将此质粒转化到毕赤酵母GS115中并进行诱导表达,对表达产物用Westen-blot方法进行鉴定。结果通过菌落PCR和基因序列分析确定插入pPIC9K中的片段为24414基因片段,通过Westen-blot方法确定所表达蛋白为目的蛋白。结论重组质粒pPIC9K-24414成功构建,目的凋亡相关蛋白24414在毕赤酵母GS115中成功表达,为进一步研究香菇菌C91-3凋亡相关蛋白24414的生物学功能奠定了基础。     

人可溶性gp190在酵母Pichia pastoris中的表达

人可溶性gPl90(sgp190)是白血病抑制因子(LIF)的可溶性受体,可能在LIF行使众多生物学功能中扮演着重要的角色。为获得这一蛋白以研究它在人体内的生物学活性,在酵母Pichia pastoris中实现了重组sgp190分泌表达。利用基因重组技术,将编码人可溶性gP190(LlF受体α亚基gP190胞外区)cDNA克隆到毕赤酵母Pichia pastoris分泌表达载体pPIC9K,构建了重组表达质粒pPIC9K-sgp190。原生质体法转染Pichia pastoris GS115菌株,经过G418筛选,得到了高效分泌表达sgp190蛋白的毕赤酵母菌株GS115／pPIC9K-sgp190,sgp190蛋白占摇瓶培养表达上清中总蛋白质的26％。经初步纯化,对表达产物的性质鉴定表明,其分子量约125kD,具有免疫活性。对sgp190体外活性分析表明它能够抑制LIF诱导滋养层细胞分泌hCG。     

人67kD层粘连蛋白受体在毕赤酵母中的表达及活性分析

为实现人67kD层粘连蛋白受体(Human 67kD Laminin Receptor,67LR)蛋白的分泌表达,采用DNA重组技术将67LR cDNA片段插入分泌型酵母表达载体pPIC9K中,构建了相应的重组表达质粒pPIC9K-67LR并在GS115毕赤酵母菌株中表达,每升培养基经亲和层析可纯化目的蛋白12.56mg。纯化的目标蛋白能够与肺癌A549细胞竞争性结合其配体分子LN-1,具有相应的生物学活性,从而为深入研究人67LR的结构与功能奠定了基础。     

猪传染性胃肠炎病毒S基因B和C抗原位点片段在毕赤酵母中的表达

采用基因重组的方法构建了含有猪传染性胃肠炎病毒S基因B和C抗原位点片段的巴斯德毕赤酵母Pichiapastoris分泌型表达载体pPIC9K-ts,经线性化后采用电穿孔法将其导入毕赤酵母GS115中,大量筛选后获得高效表达外源蛋白的毕赤酵母工程菌株GS115/pPIC9K-ts。表达蛋白经Dot-ELISA检测具有良好的抗原性。本研究为TGE的血清学检测方法的建立提供了必要的物质基础。     

毕赤酵母STE13基因敲除对GGH表达及其生物活性的影响

目的:重组毕赤酵母GS115/pPIC9K-GGH表达的人胰高血糖素样肽-1-人血清白蛋白融合蛋白[(GLP-1 A2G)2-HSA,GGH]的细胞活性测评结果显示生物活性较低,这可能与其表达过程中蛋白降解有一定关联.通过对毕赤酵母GS115 STE13基因的敲除,获得一株完整表达蛋白GGH的毕赤酵母宿主,并进一步提高其表达产物GGH的生物活性.方法:采用基于PCR技术介导的Cre-Loxp系统重组技术成功敲除宿主菌GS115的STE13基因,得到一株STE13缺陷型菌株GS115/D13,并通过细胞活性测评系统检测GS115/D13表达产物GGH的生物活性.结果:通过对STE13基因缺陷型菌株GS115/D13与出发菌株GS115/W发酵表达对比,显示GS115/D13菌株表达融合蛋白GGH生物活性有明显提升,且表达量提高了25.8％,两菌株生长无明显差异.结论:STE13基因的敲除成功缓解了GGH表达过程中的降解问题,并相对出发菌株GS115/W大幅度提高了蛋白生物活性.     

猪白细胞介素18成熟蛋白基因的克隆与表达

目的克隆猪白细胞介素18(pIL-18)成熟蛋白基因,并在植物乳杆菌(Lb.plantarum)NC8中进行表达。方法通过RT-PCR方法从猪脾脏细胞中扩增出pIL-18成熟蛋白基因,克隆到T载体pMD18-T后测序;将阳性基因片段克隆至大肠埃希菌-乳酸菌穿梭表达载体pSIP-409构建重组表达载体pSIP-409-IL-18,进行酶切和PCR鉴定;应用电穿孔技术将其转化至Lb.plantarum NC8中,经SppIP诱导表达后,进行SDS-PAGE及Western-blot分析。结果经测序,pIL-18成熟蛋白基因核苷酸长度为579 bp,编码193个核苷酸;酶切和PCR鉴定证明成功构建了重组表达载体pSIP-409-IL-18;SDS-PAGE及Western-blot分析表明重组菌表达了18 kD的融合蛋白,该重组蛋白可以与鼠抗猪IL-18多克隆抗体反应。结论成功克隆了pIL-18成熟蛋白基因,并获得有生物活性的pIL-18重组乳酸菌,为研制开发IL-18重组乳酸菌制剂奠定基础。     

猪白细胞介素-6在巴斯德毕氏酵母(Pichia pastoris)中的分泌表达

白细胞介素6 (Interleukin_6 ,IL_6 )是一种具有多种生物学效应的细胞因子,在疾病诊断与疫苗佐剂领域有广阔的应用前景。在本试验中,猪白细胞介素_6 (pIL_6 )的cDNA序列被克隆入甲醇酵母(Pichiapastoris)分泌表达载体pPIC9K中,并转化入P .pastorisGS115菌株。其重组菌株GS115 pPIC9K_IL6经1%甲醇诱导后,能分泌表达分子量约为2 4 5KD的重组蛋白,Westernblot确证为pIL_6。该酵母表达产物无N端糖基化修饰。用依赖IL6生长的B9细胞株检测提纯后的pIL_6 ,其生物学活性可达8×10 4 IU mg。     

重组牛肠激酶轻链基因在毕赤酵母中的表达与纯化

目的:构建重组牛肠激酶轻链的基因工程菌,并进行表达和纯化,以获得高纯度和高活性的重组牛肠激酶轻链蛋白。方法:以GenBank公共数据库中的牛肠激酶轻链基因序列(AccessionNo.NM174439)设计引物,利用RT-PCR合成牛肠激酶轻链基因片段,并克隆进pPIC9K载体,同时在基因N端插进6个组氨酸标签,转化毕赤酵母GS115,进行筛选和诱导表达。产物经镍离子螯和层析和Q-SepharoseFF柱纯化,并酶切融合蛋白检测其活性。结果:培养液中重组牛肠激酶轻链蛋白表达量为3.0mg/L。对含有肠激酶酶切位点的IL-11/MBP融合蛋白进行酶切,结果表明,酶解率可达到90%以上。结论:表达并获得了高纯度的重组肠激酶轻链蛋白,为大规模生产打下了基础。     

应用双质粒共表达体系提高融合蛋白GGH在毕赤酵母GS115中的表达量

为实现人胰高血糖素样肽-1-人血清白蛋白融合蛋白 ((GLP-1A2G)2-HSA,简称GGH) 的规模化制备,通过pPICZαB与pPIC9K双质粒共表达体系提高融合蛋白GGH在毕赤酵母中的表达量。首先运用PCR技术扩增出融合蛋白GGH的基因片段,构建了表达质粒pPICZαB-ggh,并电转至经载体pPIC9K-ggh异位整合的GGH分泌型菌株——毕赤酵母GS115/F2;然后采用免疫学方法并结合高浓度抗生素筛选获得高产菌GS115/F3,在30 ℃,3％甲醇诱导80 h后GGH的表达量达到了491 m     

鲑鱼降钙素与骨生长肽融合基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

降钙素 (Calcitonin ,CT)和骨生长肽 (Osteogenicgrowthpeptide ,OGP)是两种治疗骨质疏松症的药物 ,设想通过这两种基因的融合表达来达到治疗骨质疏松的目的。体外合成OGP和sCT的基因 ,经过DNA体外重组构建酵母表达质粒 ,实现了在毕赤酵母中的表达 ,通过纯化后进行氨基酸N端测序 ,证明表达的蛋白序列正确。     

蛇毒半胱氨酸蛋白酶抑制剂的酵母表达及其对B16细胞体外侵袭的抑制作用*

目的：建立毕赤酵母表达质粒pPICZαA-cystatin,转化酵母细胞生产重组蛋白,探讨蛇毒半胱氨酸蛋白酶抑制剂（sv-cystatin）对肿瘤侵袭的生物学作用。方法：利用PCR扩增技术从pUC18/sv-cystatin质粒中扩增sv-cystatin cDNA并克隆至酵母表达载体pPICZαA上,构建重组质粒pPICZαA-cystatin电激转化Pichia pastori酵母细胞GS115,经1%甲醇诱导获得稳定表达的重组蛋白,改良Boyden小室分析重组sv-cystatin蛋白处理对B16F1细胞体外侵袭力的影响。结果：SDS-PAGE检测和Western blot分析显示分泌表达的sv-cystatin重组蛋白相对分子量约为14 kD,摇瓶发酵每升发酵培养上清可获得16 mg的重组蛋白,经亲和层析纯化获得的sv-cystatin重组蛋白具有抑制木瓜蛋白酶的活性。改良Boyden小室实验结果显示：经0.5mg/ml浓度的重组蛋白处理的B16F1细胞穿过Matrigel的细胞数明显低于对照组(52.60±4.58,106±5.9,P<0.01) ,抑制率为50%。结论：成功实现sv-cystatin的酵母表达,初步证明sv-cystatin重组蛋白可抑制小鼠B16F1细胞体外侵袭作用。     

重组人血清白蛋白-干扰素α2b融合蛋白在PichiaPink系统中的表达

目的:比较PichiaPink表达系统和巴斯德毕赤酵母GS115在表达外源蛋白方面的差异,对PichiaPink表达系统的潜在优点进行评价。方法:以重组人血清白蛋白-干扰素α2b融合蛋白(HSA-IFN-α2b)为报告蛋白,构建相关载体,分别转化PichiaPink系统菌株和巴斯德毕赤酵母GS115菌株,诱导HSA-IFN-α2b表达并测定表达水平;通过SDS-PAGE检测HSA-IFN-α2b在PichiaPink系统中的降解程度。结果:PichiaPink系统几乎所有的转化子都可以表达HSA-IFN-α2b,而GS115菌株只有60%的转化子能表达HSA-IFN-α2b;同一种Pink菌株中,整合有高拷贝数表达载体pPink-HC的菌株表达量高于整合有低拷贝数表达载体pPink-LC的菌株;Pink蛋白酶缺陷菌株在复杂培养基(YPD,BMMY)中HSA-IFN-α2b基本没有降解,而在合成培养基(BSM)中降解现象明显。结论:PichiaPink表达系统产生的转化子较GS115菌株产生的转化子易于筛选;PichiaPink系统蛋白酶缺陷菌株可明显减少外源蛋白降解。这些结果为利用PichiaPink表达系统高水平和大规模制备外源蛋白提供了实验依据。     

人白介素2受体γ链胞外区在巴斯德毕赤酵母中的表达

目的:在毕赤酵母GS115中表达重组人白细胞介素2受体γ链(rhsIL-2Rγ)胞外区。方法:用RT-PCR法从正常人淋巴细胞中获得IL-2Rγ胞外区基因;构建重组质粒pPIC9K-hsIL-2Rγ,用聚乙二醇法转入感受态GS115菌株,MD平板筛选His+转化子,用BMMY培养基诱导表达rhsIL-2Rγ;对重组蛋白进行免疫酶染色、SDS-PAGE及Western印迹鉴定。结果:克隆到目的片段,构建了重组质粒pPIC9K-hsIL-2Rγ;免疫酶染色、Western印迹等结果显示,重组质粒已成功转化GS115,并获得诱导表达的rhsIL-2Rγ。结论:在毕赤酵母GS115中表达了rhsIL-2Rγ,其蛋白条带有上移现象,分子较大,可能其糖基化过度或存在二聚体。