恶性疟裂殖子表面蛋白1合成基因在毕赤酵母中的表达

恶性疟原虫裂殖子表面蛋白1是当今疟疾疫苗主要的候选抗原。由于天然MSP1基因AT含量异常高(为74%),使得克隆全长天然基因无法实现。本文已全合成了msp1基因(4940bp),解决了该天然基因在异源系统中不稳定的问题。为制备大量msp1重组蛋白进行疫苗有效性试验,本研究建立了msp1基因在毕赤酵母中的表达,将合成的msp1基因克隆到毕赤酵母胞内表达载体pPIC3.5,构建了重组质粒pPIC3.5/msp1,用电击转化毕赤酵母得到重组转化子,经PCR证实msp1基因已整合于毕赤酵母染色体中。含有重组表达质粒的毕赤酵母菌经甲醇诱导后表达出全长msp1重组蛋白。表达产物能与识别MSP1分子二硫键依赖构象表位的特异性单抗发生很强的反应,表明msp1重组蛋白至少在该表位构象上与天然蛋白一致。从毕赤酵母中分离得到大量msp1为开展该蛋白的结构与功能,特别是测定其疟疾保护性免疫提供可能。     

毕赤氏酵母工程菌高密度发酵表达恶性疟原虫融合抗原的研究

疟疾目前仍是危害人类健康的主要传染病,现全球每年新增疟疾病例3～5亿人,其中约300万人死于该病.特别是病原虫抗药性的产生和扩散已给疟疾防治工作带来极大困难,因此研制新的预防措施已成为当务之急.研制有效的疟疾疫苗被认为是人类控制乃至消灭疟疾的重要途径,已越来越受到重视,并已构建和鉴定多个疫苗候选抗原[1,2].本研究进行高密度优化表达的融合抗原就是一个疫苗候选抗原.     

N端9个氨基酸缺失对恶性疟融合抗原免疫原性的影响

由两个疟疾疫苗候选抗原AMA 1(III)和MSP1 19融合而成的恶性疟原虫融合抗原 2 (PfCP 2 ) ,是一个很有应用前景的疟疾疫苗候选抗原。但PfCP 2表达产物为双带型 ,这影响到该疫苗候选抗原作为产品进入临床试验。为此分析了表达产物N末端的氨基酸序列 ,发现其中低分子量条带的N末端不完整 ,缺失 9个氨基酸。进一步用PCR技术对PfCP 2进行改建 ,使其N末端缺少 9个氨基酸 ,产生PfCP 2 .9基因。实验结果显示 :PfCP 2 .9在毕赤酵母中的表达产物为单一条带 ,且在表达水平、二硫键依赖的构象、免疫原性及免疫血清抑制疟原虫生长等方面与PfCP 2一致。PfCP 2表达产物双带型问题得到解决 ,为该融合抗原疟疾疫苗进入临床试验排除了重要障碍。     

重组裂殖子表面蛋白质1特异性抗体有效抑制恶性疟原虫体外生长

42kD恶性疟原虫裂殖子表面蛋白质 1C末端片段 (MSP1 42 )是当今重要的疟疾疫苗候选抗原。为获得大量构象正确的MSP1 42重组蛋白进行疫苗有效性试验 ,在毕氏酵母系统中分泌表达了MSP1 42重组蛋白。通过与一组特异性识别构象表位的单抗反应 ,该重组蛋白在重要构象表位上与天然蛋白质一致。由该蛋白质诱生的抗体能有效地抑制恶性疟原虫的体外生长 ,这些结果为进一步开展MSP1 42重组蛋白疫苗有效性试验提供了基础     

Immunogenicity of C-terminus of Plasmodium falciparum merozoite surface protein 1 expressed as a non-glycosylated polypeptide in yeast

The C-terminal region of the merozoite surface protein 1 (MSP1_(19)) is one of the mostpromising vaccine candidates against the erythrocytic forms of malaria.In the present study,a gene encodingPlasmodium falciparum MSP1_(19) was expressed in yeast Pichia pastoris.A non-glycosylated form of therecombinant protein MSP1_(19) was purified from culture medium.This recombinant protein maintains itsantigenicity.Significant immune responses were seen in C57BL/6 mice after the second immunization.Moreover,the specific antibodies recognized the native antigens of P.falciparum,The prevailing isotypesof immunoglobulin (Ig)G associated with immunization were IgG1,IgG2a and IgG2b.The antibodiesisolated from mouse sera immunized with MSP1_(19) can inhibit parasite growth in vitro.Based on theseimmunological studies,we concluded that MSP1_(19) deserves further evaluation in pre-clinical immunizationsagainst P.falciparum.     

巴斯德毕赤酵母表达系统研究进展

巴斯德毕赤酵母(Pichiapastoris)表达体系是近年发展起来的最为成功的真核表达体系。对巴斯德毕赤酵母表达系统及影响外源基因在巴斯德毕赤酵母中表达的因素进行了简要综述。     

温度对巴斯德毕赤酵母表达瑞替普酶(reteplase)的影响

研究了温度对巴斯德毕赤酵母表达瑞替普酶(reteplase,rPA)的影响。结果发现,在BMMY摇瓶培养条件下,诱导温度在20℃、25℃,rPA表达量较高,分别是30℃诱导条件下(18.2mg/L)的1.4倍和1.34倍。在高密度发酵过程中,降低诱导温度(20℃、25℃),rPA的表达量在诱导表达84h时达到最高,分别为207.9mg/L和199.5mg/L,比30℃诱导条件下分别提高了35%和30%。通过对细胞活性、蛋白酶和AOX酶活性分析发现,降低温度不仅提高了发酵过程中酵母活细胞率,降低了蛋白酶的活性,减少了rPA的降解,而且提高了AOX酶活,增强了rPA的表达。     

巴氏毕赤酵母表达系统的特点及其研究进展

巴氏毕赤酵母表达系统具有真核生物表达的特点。本文综述了巴氏毕赤酵母菌及其表达载体的特点以及外源基因在该系统中表达存在的一些问题。     

重组HSA-hG-CSF融合蛋白在毕赤酵母中的表达

为了延长G-CSF半衰期,我们利用甲醇酵母表达重组人血清白蛋白融合的集落细胞刺激因子（rHSA-G-CSF）。用PCR方法从人胎肝cDNA文库扩增出HSA cDNA序列,hG-CSFcDNA序列从大肠表达载体中酶切获取。将HSA和hG-CSF两片段连接后,克隆到酵母分泌型表达载体pGENYK中,酶切线性化后原生质体转化导入酵母细胞进行整合。工程菌经发酵灌培养表达,层析法分离纯化融合蛋白。纯化的融合蛋白经Western 印迹分析表明具有HSA和G-CSF的免役原性,体外生物学活性分析表明,同縻尔数的融合表达产物的活性为E.coli表达G-CSF单体的活性的50%以上。体内动物实验研究表明,经HSA融合的G-CSF的半衰期为G-CSF单体的15-20倍。甲醇酵母表达的融合HSA的G-CSF具有比G-CSF更长的半衰期,有良好的临床应用前景。     

人b干扰素与人血清白蛋白融合蛋白的表达及纯化

为开展人β干扰素-人血清白蛋白融合蛋白(IFNβ-HAS)的临床前研究,本研究采用免疫学方法对毕赤酵母转化子进行筛选,得到高产菌株8株。在5L发酵罐上对高产菌株进行诱导表达,产量达500mg/L。发酵液经超滤浓缩、染料亲和层析、镍离子螯合亲和层析和DEAE离子交换层析纯化后,融合蛋白纯度达到96%。Westernblotting杂交表明融合蛋白具有人血清白蛋白和人β干扰素的抗原性,细胞病变抑制法测定IFNβ-HSA比活性为1.96×107IU/mg。建立了融合蛋白的生产工艺,为IFNβ-HSA的临床前研究奠定了基础。     

Use of novel selenomethionine-resistant yeast to produce selenomethionyl protein suitable for structural analysis

Yeast is widely used to determine the tertiary structure of eukaryotic proteins, because of its ability to undergo post-translational modifications such as glycosylation. A mutant lacking S -adenosylmethionine synthesis has been reported as a suitable host for producing selenomethionine derivatives, which can help solve phase problems in protein crystallography. However, the mutant required external addition of S -adenosylmethionine for cell proliferation. Here, a selenomethionine-resistant Pichia pastoris mutant that showed S -adenosylmethionine autotrophy was isolated. Human lysozyme expressed by the mutant under the control of constitutive promoter contained selenomethionine at 65% occupancy, sufficient for use as a selenomethionine derivative for single-wavelength anomalous dispersion phasing.     

同时利用AOX1和GAP启动子表达SAM合成酶促进重组毕赤酵母中S-腺苷甲硫氨酸积累

利用重组毕赤酵母(Richia pastoris)强化表达S-腺苷甲硫氨酸(S-adenvylmethionine,SAM)合成酶(SAM synthetase,SAMS),发酵生产SAM时,胞内SAMS活性和ATP水平是影响SAM合成的重要因素.为了同时保持较高的SAMS活性和ATP供应,我们构建了一株既含有AOX1诱导型表达单元,又含有GAP组成型表达单元的双SAMS表达单元P.pastoris重组菌株Gd.它既能受甲醇调控表达SAMS,又能以甘油为碳源表达SAMS.在培养过程中,先是以甲醇诱导SAMS表达,得到较高的酶活,然后在发酵中后期再将碳源换为甘油.这样不但可以维持较高的酶活,而且可以提高胞内ATP含量.实验结果显示,对于同时利用AOX1和GAP启动子表达SAMS的重组菌,可采取甲醇和甘油两阶段补料,该重组菌的SAMS比产率高于组成型重组茵Xg,Gd进入甘油补料期后胞内ATP含量高于诱导型重组菌Ga.双表达单元菌株Gd的SAM产量达到1.41 g/L,比诱导型表达SAMS的重组菌株提高了76.3%,比组成型表达SAMS的重组菌株提高了60.2%,.     

按酵母基因优化的HPV6型L1蛋白在大肠杆菌中高效表达

人乳头瘤病毒6型(human papillomavirus type 6,HPV6)是尖锐湿疣的主要病因,该病的发病率近年来持续上升,是仅次于淋病的第二位性病,并且其病情顽固,易复发,治疗困难.而尖锐湿疣与HPV6感染之间是单一的因果关系,这为用疫苗预防提供了可能.实际上HPV(如16、18、6、11等型别)L1的病毒样颗粒(Virus-like particles,VLPs)疫苗正在进行Ⅱ期临床试验,前景看好[1].但是现在普遍采用昆虫细胞培养系统,价格昂贵.为降低成本,同时尝试了真核表达系统甲醇营养型酵母(Pichiapastoris)和原核表达系统大肠杆菌(E.coli)两种表达系统.按照Pichia酵母的密码偏爱性重新合成HPV6-L1基因,结果在该系统仅有少量表达[2].但是发现该合成基因在E.coli中能够高效表达,而目前文献报道的HPV L1蛋白多以融合方式(与GST)在E.coli中少量表达[3].现将工作结果报道如下,并对影响蛋白表达的可能因素作简要探讨.     

Plasmodium falciparum: Increased and Multiple Invasion During Short Periods of Time

We describe how to obtain an increased merozoite invasion of Plasmodium falciparum into human erythrocytes during short periods of time. Using this procedure, infected erythrocytes show multiple invasions (2–4 merozoites per erythrocyte), amplifying, several times, the effects of parasite entry into host cells. The procedure yields synchronous cultures (2-h age range) with parasitemia as high as 15%. It is possible to reach parasitemia of 50% or higher allowing for a 6-h invasion period.     

Expression of a recombinant elastin‐like protein in pichia pastoris

The translation of highly repetitive gene sequences is often associated with reduced levels of protein expression and may be prone to mutational events. In this report, we describe a modified concatemerization strategy to construct a gene with enhanced sequence diversity that encodes a highly repetitive elastin‐like protein polymer for expression in Pichia pastoris. Specifically, degenerate oligonucleotides were used to create a monomer library, which after concatemerization yielded a genetically nonrepetitive DNA sequence that encoded identical pentapeptide repeat sequences. By limiting genetic repetition, the risk of genetic deletions, rearrangements, or premature termination errors during protein synthesis is minimized. © 2009 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 2009     

以甘油为碳源发酵Pichia pastoris组成型表达人血管生成抑制素

在Pichia pastoris组成型表达外源蛋白中碳源起着重要的调控作用。分别以葡萄糖、甘油、甲醇和油酸为碳源研究它们对摇瓶发酵GS115(pGAP9K-AS)表达hAS的影响。结果如下:油酸(163mg/L),甘油(83mg/L),葡萄糖(76mg/L),甲醇(57mg/L)。根据以上结果,以甘油为碳源在30L生物反应器中进行GS115(pGAP9K-AS)工程菌的高密度发酵。48h后测得hAS的产量为169mg/L。产物hAS具有免疫活性并能抑制bFGF诱导的CAM血管生成和实验小鼠黑色素瘤的生长。治疗12d后,抑瘤率达到90%,统计学分析结果表明hAS治疗组和PBS治疗组小鼠的肿瘤体积呈现显著性差异(P<0.01)。     

杂合抗菌肽CecA-Mag的人工合成及其在Pichia pastoris中的分泌表达

根据抗菌肽天蚕素A(cecropinA,CA)N端第1~7个氨基酸残基,马盖宁(magainin,M)N端第2~12个氨基酸残基,以毕赤酵母偏爱的密码子设计合成了杂合肽CA(1~7)-M(2~12)基因,同载体pPICZα-A连接后转化Pichia pastoris受体菌SMD1168,在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,分子量约1.9kDa的CecA-Mag杂合抗菌肽获得表达,抗菌特性研究表明,该表达产物具有广谱抗菌活性,对多数G-菌及G 菌均有较好的抑菌活性。初步抑菌活性测定,显示该杂合肽对金黄色葡萄球菌、耐氨苄青霉素的大肠杆菌及枯草芽孢杆菌有良好的抑杀活性。酸稳定实验显示pH为3.2时仍具有相当高的活性。热稳定性实验显示该杂合肽100℃加热5min后仍具有抑菌活性。这些特点使得重组抗菌肽CecA-mag在疾病防治和动物饲料添加剂等方面显露出很好的应用前景。     

毕赤酵母高效表达策略概述

毕赤酵母表达系统是外源蛋白表达的较为理想的系统,但是并不是所有蛋白都能利用此系统获得高效表达,不同来源的蛋白,其表达水平、生物活性和稳定性均存有明显差别。概述了影响毕赤酵母高效表达的主要因素以及外源蛋白在毕赤酵母中的高效表达策略。