基因重组大肠杆菌表达类人胶原蛋白诱导条件优化研究

为了提高重组大肠杆菌BL21高密度发酵生产类人胶原蛋白的产量,分别研究了诱导时机、乙酸浓度、诱导强度以及补氮方式对外源基因表达的影响,并对各因素进行了优化。采用补料-分批式发酵,初始装液体积为6L。最终细胞密度可达到84.3g／L,类人胶原蛋白的表达量为14.6g/L。结果表明:在对数生长的中后期进行诱导,尽量减少乙酸的积累量,42℃诱导3h后降温至39℃继续诱导,并采用每隔10min补36ml补料氮溶液的周期操作方式,有利于细胞的生长和外源蛋白的表达。     

基因重组大肠杆菌表达血红素加氧酶-1及培养条件优化

【背景】血红素加氧酶-1 (HO-1)具有抗氧化应激、抗凋亡和抗纤维化等多种生理效应,有望成为一种新型药物应用于临床疾病的治疗。【目的】构建表达HO-1的基因重组大肠杆菌(Escherichiacoli),并优化其表达培养条件,实现HO-1高产率的表达。【方法】PCR法克隆集胞藻(Synechocystissp.)PCC6803的HO-1基因(ho1),构建重组质粒pET-28a-ho1,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株,单因素实验优化表达培养基的种类、诱导剂添加时间、诱导培养时间、诱导剂浓度和诱导培养温度。【结果】构建了表达HO-1的基因重组大肠杆菌BL21(DE3)/pET-28a-ho1菌株,用甘油(GY)培养基培养至菌体浓度OD_(600)约为0.8时,加入终浓度为0.1 mmol/L的IPTG诱导,30°C诱导培养6 h,HO-1的表达量最高,Ni-NTA柱分离纯化得到的HO-1收率占细胞总蛋白的10.9%。【结论】获得了可溶性表达HO-1的基因重组大肠杆菌及其较佳的培养条件,为进一步研究集胞藻来源的HO-1的酶学性质和应用奠定了基础。     

生物转化合成苯乳酸工程菌的培养条件优化

本研究旨在优化重组大肠杆菌Escherichia coli BL21 (DE3) harboring pRSF-aad-ldh10-fdh菌株的培养条件,获得高密的供生物转化苯丙氨酸为苯乳酸的细胞。实验考察了摇瓶发酵培养基碳源、氮源种类和浓度,3 L发酵罐中转速和通气量及恒速补料、DO-stat和pH-stat等不同分批补料策略对菌体密度的影响。结果表明,当碳源为4 g/L葡萄糖,氮源为24 g/L安琪酵母浸粉FM802,细胞干重最大可达9.24 g/L;当转速为400 r/min和通气量为1.5 vvm时,细胞干重最大可达10.18 g/L;以4 g/(L·h)恒速流加葡萄糖时,细胞干重最大可达13.71 g/L。本研究还对工程菌酶表达的诱导条件进行了优化,菌体培养2 h后,添加终浓度为0.08 mmol/L IPTG诱导剂,在25℃下诱导培养14 h所得细胞有利于生物转化。底物苯丙氨酸浓度为60 g/L,转化为苯丙酮酸的转化率为50.2%,转化为苯乳酸的转化率为35.2%。     

牛IL-2基因工程菌表达条件的研究

对重组牛IL 2基因工程大肠杆菌的摇瓶表达条件进行了研究。实验结果表明 :采用DH5α作为宿主菌 ,接种后 30℃培养 3h升温 4 2℃诱导表达 3～ 4h ,目的蛋白 (分子量 14ku左右 )表达量可达细胞总蛋白的 2 0 %～ 30 %。实验同时还确定了摇瓶发酵装液量 ,Amp浓度等关键因素。     

重组人干扰素βser17工程菌发酵培养条件的优化研究

实验对重组人干扰素βser17(rhIFNβser17)工程菌的发酵培养条件进行了研究,通过实验优化确定了适宜rhIFNβser17表达的培养基、诱导剂使用浓度、诱导时期和诱导后的收获时间等,建立了发酵培养工艺,并在50L发酵罐进行了中试发酵,菌体收获量湿重达13.08g/L,rhIFNβser17表达量占菌体总蛋白的20.2%,纯化后比活性达2×107IU/mg蛋白以上,为进一步的下游开发奠定了基础。     

重组戊型肝炎病毒衣壳蛋白工程菌的高密度培养

在10L发酵罐中对戊型肝炎病毒衣壳蛋白在重组大肠杆菌中表达发酵工艺进行了研究,用分批培养方法探讨了不同培养基、培养基中磷酸盐浓度和Mg^2＋浓度等因素对菌体生长与重组蛋白表达的影响;用分批补料培养研究了不同的补料工艺对菌体生长与重组蛋白表达的影响,同时对重组菌诱导时期、诱导持续时间以及不同诱导温度表达包含体在尿素溶液中的溶解性进行了研究。结果表明,在优化后的培养基中,磷酸盐浓度、Mg^2＋浓度分别为80mmol/L 与20mmol/L时菌体生长与表达效果较好;分批补料培养中,37℃培养9h菌体达到对数期中期(约45OD600)为适宜诱导时期,加入终浓度为10mmol/L IPTG后诱导5h,OD600达到80以上,重组蛋白表达量达到29.74％,为最适收获菌体时间;37℃表达的包含体80％以上溶解在4mol/L的尿素溶液中,最终浓度达到14mg/mL; 10L发酵罐中确定的发酵工艺参数在30L发酵罐中进行了放大培养,10L发酵罐中确定的发酵工艺参数在30L发酵罐上具有可放大性与重复性, 可以应用于工业生产。     

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。     

重组大肠杆菌合成左旋多巴条件的优化

通过对合成体系各组分对产物形成的影响的研究。分别求得了底物邻苯二酚,丙酮酸及乙酸氨的表观米氏常数,表观底物抑制常数和最适底物浓度,并得出合成左旋多巴的最适反应体系为：1%丙酮酸,1.2%邻苯二酚,2%乙酸铵,0.1?TA,0.2%亚硫酸钠,用氨水调pH至8.0。加入从与合成体系等体积培养液中收获的重组大肠杆菌细胞,于15℃反应16h,L-DOPA的产量为15.36g/L。     

抗菌肽hepcidin融合蛋白在大肠杆菌中表达条件的优化

构建了his-hepcidin融合蛋白表达载体,转入大肠杆菌BL21(DE3)中,得到携带有pET-hec的E.coli BL2l(pET-Hec)菌株,为了确定融合蛋白在大肠杆菌BL21中的最佳表达条件,分别对诱导温度、诱导时机、诱导时间、诱导剂用量等进行了优化,通过Tricine-SDS-PAGE电泳分析,确定了最佳表达条件:37℃培养工程菌至OD600为0.6时,加入0.2 mmol/L IPTG,25℃诱导表达8 h.     

重组大肠杆菌高密度培养研究进展

大肠杆菌是基因工程中常用的宿主菌,许多有价值的多肽和蛋白在大肠杆菌中已成功地进行了表达,表达水平有些高达细胞总蛋白的３０％以上,为了提高单位体积设备产物的产量,除了提高表达水平外,还需提高重组大肠杆菌的培养密度。大肠杆菌高密度培养的早期工作主要是以宿主菌为模型进行研究的,而近年来,重组大肠杆菌高密度高表达的研究已经有了较大进展。本文着重综述了培养基成分、溶氧、比生长速率和代谢副产物乙酸等因素对工程菌生长和表达的影响,及提高菌密度和表达水平的培养方法。     

重组芋螺毒素K41表达条件优化

目的:优化重组芋螺毒素K41 (CTX-K41)的表达条件.方法:以不同接种比例、不同浓度IPTG、不同诱导时间、不同诱导温度、不同培养基pH值对含有pCTX-K41的E coli工程菌进行诱导表达,用Tricine-SDS-PAGE对表达产物进行分析.结果接种比例为1∶200,诱导时间为4h,IPTG.浓度为0.4mmol·L-1,诱导温度为30℃时,培养基pH值为5.0时CTX-K41的表达量最高.结论:已成功优化了重组蛋白CTX-K41的表达条件.     

培养模式对重组大肠杆菌高密度培养生产谷胱甘肽的影响

利用生物技术方法生产谷胱甘肽（ＧＳＨ）的研究正方兴未艾。本研究室已对面包酵母生产ＧＳＨ进行了较为深入的研究［１,２］,但距工业化生产尚有一段距离,关键在于高ＧＳＨ含量面包酵母的选育较为困难。近来这一方向的研究重点又转向构建重组大肠杆菌来生产ＧＳＨ。虽...     

重组大肠杆菌产普鲁兰酶的高密度发酵工艺研究

以表达普鲁兰酶的重组大肠杆菌作为出发菌株,在摇瓶培养的基础上,建立了大肠杆菌工程菌产普鲁兰酶的高密度发酵工艺。通过测定细胞密度、细胞干重、分离菌体可溶性成分与不溶性成分及SDS-PAGE电泳,分析重组大肠杆菌的生长和普鲁兰酶的表达情况。摇瓶试验使用合成培养基和LB培养基,重组大肠杆菌在合成培养基生长较慢,诱导5 h的普鲁兰酶表达量高于LB培养基,包涵体比例低于LB培养基。重组大肠杆菌的高密度发酵使用合成培养基,补料阶段采用指数流加的工艺,在设定细胞的比生长速率为0.12的前提下,限制补料中碳源的供应,以阻止乙酸的产生。当细胞密度OD600达到70.0开始诱导,最终细胞密度为每升53.3 g细胞干重,细胞内可溶性普鲁兰酶为每升1.35 g。     

Practical protocols for production of very high yields of recombinant proteins using Escherichia coli

The gram‐negative bacterium Escherichia coli offers a mean for rapid, high yield, and economical production of recombinant proteins. However, high‐level production of functional eukaryotic proteins in E. coli may not be a routine matter, sometimes it is quite challenging. Techniques to optimize heterologous protein overproduction in E. coli have been explored for host strain selection, plasmid copy numbers, promoter selection, mRNA stability, and codon usage, significantly enhancing the yields of the foreign eukaryotic proteins. We have been working on optimizations of bacterial expression conditions and media with a focus on achieving very high cell density for high‐level production of eukaryotic proteins. Two high‐cell‐density bacterial expression methods have been explored, including an autoinduction introduced by Studier (Protein Expr Purif 2005;41:207–234) recently and a high‐cell‐density IPTG‐induction method described in this study, to achieve a cell‐density OD₆₀₀ of 10–20 in the normal laboratory setting using a regular incubator shaker. Several practical protocols have been implemented with these high‐cell‐density expression methods to ensure a very high yield of recombinant protein production. With our methods and protocols, we routinely obtain 14–25 mg of NMR triple‐labeled proteins and 17–34 mg of unlabeled proteins from a 50‐mL cell culture for all seven proteins we tested. Such a high protein yield used the same DNA constructs, bacterial strains, and a regular incubator shaker and no fermentor is necessary. More importantly, these methods allow us to consistently obtain such a high yield of recombinant proteins using E. coli expression.     

High cell density and high expression of recombinant human ApoA-Imilano in Eschenichia coli by twice temperature-shifted induction

The effect of temperature on the formation of recombinant protein,apolipoprotein A-IMilano was investigated in the present study.The temperature of the initial growth phase was set at 30℃,while temperature variation in induction phase was arranged in three modes.High cell-density culture of Escherichia coli and high expression of recombinant human by twice temperature-shifted induction were carried out.Experimental results showed that ApoA-IMilano reached 4.8 g/L with the final cell density of OD600,150.It was found that twice temperature-shifted induction could successfully avoid the effect of acetic acid on cell density and the expression of the product.The present study provides a basic procedure for the production of recombinant ApoA-IMilano.     

异源表达【FeFe】氢酶的基因工程大肠杆菌的构建

摘要:【目的】探讨一种构建异源表达【FeFe】氢酶的重组大肠杆菌的新方法。【方法】通过同源重组,依次将来源于丙酮丁醇梭菌中促进【FeFe】氢酶成熟的3 个辅助基因hydE、hydF 和hydG 分别整合到大肠杆菌BW2513-10(缺失氢酶基因) 的丙酮酸甲酸脱氢酶(ybiW)、乳酸脱氢酶(ldh) 和乙醇脱氢酶(adhE) 编码基因位点上。在此基础上进一步将含有来源于丁酸梭菌的氢酶基因的表达载体转化上述重组菌,并对转化子的氢酶活性进行分析。【结果】PCR 和RT-PCR 的检测结果表明,3 个辅助基因都     

重组大肠杆菌高密度培养

重组大肠杆菌的高密度培养是增加单位时间,体积重组蛋白产率的最有效途径之一。如何在获得高密度的同时取得较高的单位时间／体积目的蛋白产率,是高密度培养（过程中亟待解决的问题,这与所选用的菌体、构建的表达系统、发酵时pH、溶氧、培养基成分及培养温度、质粒稳定性、代谢副产物的限制及时比生长速率的控制等因素有关。试从这些方面加以综述,分析这些条件对重组蛋白生产的影响,介绍大肠杆菌高密度培养领域的一些研究进展。     

Proteome-based identification of fusion partner for high-level extracellular production of recombinant proteins in Escherichia coli

Extracellular production of recombinant proteins in Escherichia coli has several advantages over cytoplasmic or periplasmic production. However, nonpathogenic laboratory strains of E. coli generally excrete only trace amounts of proteins into the culture medium under normal growth conditions. Here we report a systematic proteome-based approach for developing a system for high-level extracellular production of recombinant proteins in E. coli. First, we analyzed the extracellular proteome of an E. coli B strain, BL21(DE3), to identify naturally excreted proteins, assuming that these proteins may serve as potential fusion partners for the production of recombinant proteins in the medium. Next, overexpression and excretion studies were performed for the 20 selected fusion partners with molecular weights below 40 kDa. Twelve of them were found to allow fused proteins to excrete into the medium at considerable levels. The most efficient excreting fusion partner, OsmY, was used as a carrier protein to excrete heterologous proteins into the medium. E. coli alkaline phosphatase, Bacillus subtilis alpha-amylase, and human leptin used as model proteins could all be excreted into the medium at concentrations ranging from 5 to 64 mg/L during the flask cultivation. When only the signal peptide or the mature part of OsmY was used as a fusion partner, no such excretion was observed; this confirmed that these proteins were truly excreted rather than released by outer membrane leakage. The recombinant protein of interest could be recovered by cleaving off the fusion partner by enterokinase as demonstrated for alkaline phosphatase as an example. High cell density cultivation allowed production of these proteins to the levels of 250-700 mg/L in the culture medium, suggesting the good potential of this approach for the excretory production of recombinant proteins.     

信号肽对酮古龙酸菌山梨糖脱氢酶表达的影响

目的:在大肠杆菌中表达山梨糖脱氢酶(SDH),通过比较携带及不携带自身信号肽时SDH功能的差异,研究信号肽的作用。方法:通过PCR从酮古龙酸菌SCB329基因组中扩增带有自身信号序列和不带自身信号序列的sdh基因序列,连接至载体pET22b,在大肠杆菌中表达;利用载体的周质信号肽将缺少自身信号肽的SDH在大肠杆菌周质中表达,考察并比较这些表达情况的异同。结果:各种方式下表达的SDH都有活性,并能在体外体系中实现产酸;同时,在酶的前端带上自身信号肽或载体信号肽的情况下,在添加人工电子受体后能够实现活菌体内产酸。结论:山梨糖脱氢酶前端有一段与蛋白的周质定位相关的信号肽,去除该信号肽后酶的表达量有所增强,但在一定情况下影响了SDH的体内产酸作用。     

响应面分析法优化重组大肠杆菌生物合成谷胱甘肽的条件

通过响应面分析法和典型性分析得出重组大肠杆菌酶法合成谷胱甘肽的最优条件:菌体量249 mg/mL,磷酸钾缓冲液145 mmol/L,MgCl243 mmol/L和ATP 34 mmol/L,预测谷胱甘肽最大量为16.50 mmol/L。验证性实验证明在优化条件下,重组大肠杆菌酶法合成谷胱甘肽达16.42 mmol/L。响应面分析还表明,在重组大肠杆菌酶法合成谷胱甘肽各因素中,MgCl2和ATP,以及菌体量与磷酸钾缓冲液之间的交互作用较显著。