鼠羧肽酶原B在毕赤酵母中的表达、纯化与鉴定

为了在毕赤酵母中表达鼠羧肽酶原B(procarboxypeptidaseB,proCPB)蛋白,以RT-PCR法从SD鼠胰腺细胞中克隆了proCPB基因,将其插入pPIC9载体,PEG1000介导转入毕赤酵母GS115细胞,在甲醇的诱导下,实现了proCPB在毕赤酵母中的成功表达。通过发酵条件的优化,使用BMGY(pH6·0)培养基,添加0·5%的酪蛋白水解物,于28℃,在起始OD600达10·0时,每隔12h补加0·5%的甲醇,重组酵母GS115-proCPB表达的产物量可达到最高(500mg/L),表达时间可达120h,表达的目的蛋白占总蛋白的94%以上。通过纯化条件的优化,采用两步疏水层析,可使目的蛋白的纯度达96%以上,蛋白得率达38%,重组proCPB活化后所得CPB的比活力可达110u/mg(CPB标准品为180u/mg)。相对分子量测定表明重组蛋白的分子量与理论值极相近,N-端氨基酸测序进一步表明proCPB基因在毕赤酵母中得到了正确的表达和翻译后加工修饰。     

毕赤酵母Kex2蛋白酶的同源表达及酶学性质 *

Kex2蛋白酶是一种来源于酵母的前体加工蛋白酶。利用毕赤酵母(Pichia pastoris)同源表达来源于毕赤酵母的Kex2蛋白酶(PPKex2),研究其表达特性和酶学性质,同时与毕赤酵母表达的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)Kex2蛋白酶(SCKex2)进行比较。首先,分别从毕赤酵母和酿酒酵母基因组中获得Kex2基因,将其插入到表达载体pPIC9K中,并转化毕赤酵母菌株GS115。重组菌株经甲醇诱导表达后,结果表明PPKex2的发酵上清液比活是SCKex2的7倍。Kex2蛋白酶经Q-FF强阴离子交换柱纯化后进行酶学性质研究。酶学性质研究结果表明,PPKex2的最适反应pH是8.0~9.0,最适反应温度是37℃,与SCKex2性质相近。在稳定性方面,PPKex2在pH 7.0时最稳定,在碱性条件下的稳定性高于SCKex2,在酸性条件下的稳定性低于SCKex2,另外PPKex2的温度稳定性略低于SCKex2。酶促反应动力学研究表明,PPKex2的k_cat和k_cat/K_m值分别为SCKex2的4.8倍和3.3倍。首次报道了同源表达毕赤酵母Kex2蛋白酶的表达特性及酶学性质,为其今后的研究及应用奠定了基础。     

基质金属蛋白酶-2在酵母系统中表达的初步研究

基质金属蛋白酶-2（明胶酶A）在肿瘤侵袭和转移中具有重要作用,为进一步研究其作用机制,在酵母系统中表达了金属蛋白酶-2通过PCR方法获得明胶酶A的表达序列,酶切和测序结果证明序列正确后,构建明胶酶A的表达载体pPIC9/GelA,电击法转化酵母得到阳性克隆.明胶酶谱分析说明表达产物具有明胶底物特异性,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳表明,表达产物的分子质量为66 ku.     

融合抗菌肽基因在重组毕赤酵母的表达及体外活性研究

目的:在毕赤酵母SMD1168中表达融合抗菌肽,并检测其体外抑菌活性。方法:本实验从实验室先前构建的重组质粒pVAX1-RHKJT中克隆出已构建好的融合抗菌肽RHKJT基因片段,将RHKJT基因片段插入至pGAPZaA真核表达质粒中,通过PCR和测序验证,构建pGAPZα-RHKJT重组真核表达质粒,将线性化的pGAPZα-RHKJT电转化至毕赤酵母SMD1168中获得重组酵母SMDp G-RHKJT,并通过PCR和RT-PCR验证,对重组毕赤酵母SMDpG-RHKJT进行发酵,并收集发酵上清液进行体外生物活性测定。结果:成功获得重组酵母SMDpG-RHKJT菌株,重组酵母发酵上清液对大肠杆菌标准菌、大肠杆菌耐药菌、沙门氏菌标准菌、金黄色葡萄球菌标准菌、金黄色葡萄球菌耐药菌、肺炎链球菌标准菌均具有显著的抑菌活性。结论:重组酵母表达的融合抗菌肽具有较广的抗菌谱和较高的抑菌活性,具有良好的潜在应用前景。     

Expression of a Bacillus subtilis pectate lyase gene in Pichia pastoris

The methylotrophic yeast Pichia pastoris is an attractive heterologous protein expression host, mainly for genes from higher eukaryotes. However, no successful examples for the expression of bacterial gene encoding pectate lyase in P. pastoris have been reported. The present study reports for the first time the cloning and functional expression of the bacterial Bacillus subtilis gene encoding alkaline pectate lyase in P. pastoris. A molecular weight of 43,644 Da was calculated from the deduced amino acid sequence. A pectate lyase activity as high as 100 U/ml was attained in the fermentation broth of P. pastoris GS 115, which was about 10 times higher than when the gene is expressed in Escherichia coli. The recombinant pectate lyase was purified to homogeneity and maximal activity of the enzyme was observed at 65 °C, and pH 9.4. The recombinant enzyme showed a wider pH and thermal stability spectrum than the purified pectate lyase from B. subtilis WSHB04-02. Pectate lyase activity slightly increased in the presence of Mg²⁺ (ion) but decreased in the presence of other metal ions. Analysis of polygalacturonic acid degradation products by electrospray ionization-mass spectrometry revealed that the degradation products were unsaturated trigalacturonic acid and unsaturated bigalacturonic acid, which confirms that the enzyme catalyzes a trans-elimination reaction.     

毕赤酵母甲酸脱氢酶在大肠杆菌中的高表达及纯化

用PCR方法从毕赤酵母(Pichia pastoris)基因组DNA扩增甲酸脱氢酶(FDH)基因,通过定点突变密码子TAG(649-651位碱基)为GAG,突变后的基因片段插入表达载体pET-22b( )构建质粒pET-FDH,转化E．coli BL21(DE3)。基因工程菌在IPTG诱导下高效表达可溶性的FDH融合蛋白,蛋白的表达量占基因工程菌株总蛋白的30%。工程菌破壁上清液采用一步亲和层析分离,得到比活力为6．45U/mg的重组FDH。     

用于异源基因表达的毕赤酵母启动子研究进展

甲醇营养型毕赤酵母是一个广泛使用的蛋白表达宿主系统,易于高密度发酵、具有真核细胞翻译后加工修饰特点,适于异源蛋白分泌表达。转录调控是控制蛋白高效表达的关键环节,启动子是其中重要的元件。毕赤酵母表达系统中应用最为广泛的是甲醇诱导型AOX1启动子和组成型的GAP启动子,已成功用于一些异源蛋白的表达。近年来,发现了其他一些可供利用的启动子,包括来自管家基因的启动子如TEF、PGK1,以及具有特殊调控机制的启动子如FLD、PHO89等。此外,通过对启动子进行序列改造,构建启动子文库,实现了对启动子的精细调控。不同的启动子具有各自独特的调控机制与特点,就毕赤酵母启动子在异源蛋白表达应用中的相关研究进展进行综述。     

Cloning of Trypanosoma cruzi trans-Sialidase and Expression in Pichia pastoris

Trypanosoma cruzi, the agent causing Chagas' disease, expresses an enzyme that transfers sialic acids among glycoproteins and glycolipids both from the host cell surface and its own surface. This enzyme, called trans-sialidase, is different from higher eukaryotic sialyltransferases in that it does not accept cytidine 5′-monophospho-N-acetylneuraminic acid as a donor substrate. Also, the common glycosyltransferase structure is not present. To study this enzyme, an active member was cloned and expressed in higher eukaryotic cells. Expression of recombinant enzyme was achieved in the methylotrophic yeast Pichia pastoris. The N-terminal fusion of a secretion signal and the C-terminal addition of an epitope tag resulted not only in high expression levels, but also enabled easy detection and purification. Using P. pastoris, we obtained about 5 mg of enzymatically active trans-sialidase per liter of induced culture medium.     

利用GAP启动子在毕赤酵母中组成型表达人鹅型溶菌酶2

利用甘油醛三磷酸脱氢酶(glyceraldehydes-3-phosphatedehydrogenase,GAP)启动子在毕赤酵母中表达人鹅型溶菌酶2(human goose-type lysozyme 2,h LysG2),并在小试规模建立一套有效的重组hLysG2(recombinant h LysG2,rh LysG2)生产工艺流程。根据毕赤酵母密码子偏爱性设计并人工合成hLysG2基因,将其连接至pGAPZαA质粒中,构建重组表达质粒pGAPZαA-h LysG2。将重组表达载体线性化后电转化毕赤酵母GS115感受态细胞,通过Zeocin抗性筛选获取高拷贝重组菌株,并在5L生物反应器中进行发酵培养。发酵60h后发酵液上清酶活性达到最高,发酵液上清经SDS-PAGE及Western blot检测证实rh LysG2得到表达。与诱导型表达相比,组成型表达发酵时间缩短了48h,上清中rhLysG2总活性提高了23.8%;使用甲壳素亲和层析和分子筛层析对rhLysG2进行纯化后,每升发酵液上清可纯化到187.4mg重组蛋白,纯化产物纯度达99.0%以上;浊度测定法分析显示,在p H 5.6、30℃和0.1mol/L Na+的条件下,rhLysG2可达到最大酶活性13 500U/mg。利用GAP启动子在毕赤酵母中成功表达了高纯度和高活性的rh LysG2,避免了甲醇的使用,缩短了发酵时间,提高了蛋白产量,为将rhLysG2开发为新型抗耐药菌药物奠定了基础。     

毕赤酵母高密度表达重组猪胰岛素前体的研究

对摇瓶和50L罐上的重组菌毕赤酵母(Pichia pastoris)表达猪胰岛素前体(PIP)的发酵过程进行了研究。摇瓶发酵中,最佳诱导周期为60 h左右,诱导期甲醇的最佳加入量为每日2．0%～2．5%。50L发酵过程分为批发酵、补料和诱导表达3个阶段。生长期(批发酵和补料阶段)细胞干重与培养时间的关系可用模型y= 0．6525e~(0．1909t)来描述。在批发酵阶段和补料阶段,流加的氨水和甘油几乎全部用来合成菌体和维持,没有其他副产物产生。诱导表达阶段流加的氨水和甲醇分别约有80%和70%被菌体利用。将摇瓶与发酵罐的实验结果进行了比较,发现摇瓶发酵的限制因子很可能是溶氧,而罐发酵的限制因子为碳源,因此,将摇瓶实验的结果放大到发酵罐时调整了控制策略,加大了甲醇的补料速率,最终PIP浓度达到1．72g/L。     

新型重组毕赤酵母产人胰岛素前体的表达工艺研究

以毕赤酵母为异源表达宿主合成人胰岛素前体,在实验室研究和工业生产中已有广泛应用。目前研究主要使用天然甲醇诱导型AOX1启动子,以甲醇为单一基础碳源进行胰岛素前体的诱导发酵生产。但在毕赤酵母高密度发酵生产过程中,甲醇代谢过程耗氧大、产热高,补料控制工艺复杂,限制了发酵生产的放大。基于前期对启动子AOX1的转录调控设计研究,提出以人工设计的高效组成型转录调控器件CSAD_5驱动胰岛素前体基因表达,开发了以葡萄糖为碳源的发酵生产工艺,以解决甲醇体系中的产热、耗氧及工艺控制问题。在此基础上,通过增强筛选压力提高异源基因拷贝,获得了一株胰岛素前体高表达重组毕赤酵母,利用优化的培养工艺在5L反应器水平发酵生产,胰岛素前体产量在108h达到1. 85g/L,为目前报道以葡萄糖为碳源,生产人胰岛素前体的最高水平,为胰岛素前体的工业生产及毕赤酵母的应用提供了新的思路和方法。     

Expression of sucrose: fructan 6-fructosyltransferase (6-SFT) and myo -inositol 1-phosphate synthase (MIPS) genes in barley (Hordeum vulgare) leaves

Fructan is an important class of non-structural carbohydrates present in cool-season grasses. Sucrose: fructan 6-fructosyltransferase (6-SFT, EC 2.4.1.10), one of the enzymes thought to be involved in grass fructan biosynthesis, catalyzes the initiation and extension of 2,6-linked fructans.Myo-inositol is a central component in several metabolic pathways in higher plants.Myo-inositol 1-phosphate synthase (MIPS) (EC 5.5.1.4), the first enzyme in inositolde novo biosynthesis, catalyzes the formation ofmyo-inositol 1-phosphate (MIP) from glucose-6-phosphate. The expression of 6-SFT and MIPS genes is compared in barley (Hordeum vulgare L.) leaves under various conditions. In cool temperature treatments, both 6-SFT and MIPS mRNAs accumulate within two days and then decline after four days. Under warm temperatures and continuous illumination, the amount of 6-SFT and MIPS mRNA gradually accumulated in detached leaves and increased significantly by 8 h. In contrast, we observed no significant changes over time in attached (control) leaves. Treating detached leaves with glucose or sucrose in the dark resulted in accumulations of both 6-SFT and MIPS mRNA. Homologous expression patterns for 6-SFT and MIPS genes suggest that they may be similarly regulated in barley leaves. Although sucrose and glucose may play important roles in the expression of 6-SFT and MIPS genes, regulation likely involves multiple factors.     

尿激酶催化结构域在毕氏酵母中的表达、纯化及结晶

利用重叠延伸PCR方法扩增尿激酶催化结构域的突变体基因片段,将其克隆至表达载体pPICZαA上,转化酵母X-33,用Zeocin筛选高拷贝数的酵母菌落.重组蛋白通过阳离子琼脂糖柱纯化,纯度达到99%,该仅含尿激酶催化结构域的突变体(C279A/N302Q),无需激活即具有尿激酶活性.用气相扩散法获得蛋白质晶体,其衍射分辨率达1.45!.     

抗菌肽牛乳铁多肽素（LfcinB）在毕赤酵母中的表达及活性鉴定

利用巴斯德毕赤酵母(Pichia pastors)系统表达抗菌肽——牛乳铁多肽素(bovine lactoferricin,简称Lf-cinB),获得的分泌型表达产物具有较强的抗菌活性。首先将人工合成的LfcinB基因片段克隆到巴斯德毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中,获得的重组质粒pPIC9K-LfcinB通过限制性内切酶SalⅠ酶切线性化,经电穿孔法转化入毕赤酵母细胞SMD1168内。G418抗性筛选,得到高拷贝转化子,经PCR检测LfcinB基因与毕赤酵母染色体稳定整合。阳性克隆经甲醇诱导表达LfcinB。结果表明,抗菌肽牛乳铁多肽素基因已经整合到酵母细胞基因组中并获得表达,表达产物具有较强的杀菌作用。     

重组巴曲酶在毕赤酵母中的高效表达

以毕赤酵母为表达系统,建立生产重组巴曲酶的技术工艺路线。通过递归式PCR的方法,人工合成了巴曲酶基因,将其插入pPIC9表达质粒中,转化至毕赤酵母GS115(his4),筛选出的表达株经甲醇诱导,表达了重组巴曲酶,并得以纯化。从每升发酵液中可纯化得到10mg重组巴曲酶,其比活为238NIHunits/mg,分子量为30.55kD。重组巴曲酶在体外可使纤维蛋白凝固,在体内缩短小鼠出血时间。为开发重组的蛇毒类凝血酶止血剂打下了基础。     

毕赤酵母重组菌株直接基因缺失方法的研究

毕赤酵母重组菌在表达外源蛋白时往往存在比较严重的蛋白降解现象,一种可供选择的解决办法就是将其中起作用的某种蛋白酶基因缺失,但目前国内外研究主要集中于非重组毕赤酵母的基因缺失,直接对重组菌进行基因缺失的研究较少。以现有的毕赤酵母基因重组菌(GS115Hir)为宿主菌,分别采用有标记的插入替换方法和无标记的Pop-In/Pop-Out方法直接缺失其PRC1蛋白酶基因和KEX1蛋白酶基因。缺失菌株经测序分析,结果显示发生了理论的基因缺失。在此基础上本文比较了这两种方法的各自优缺点,探讨了它们的不同的用途,为直接在毕赤酵母重组菌中进行基因缺失提供了有益的参考。     

Hepcidin的基因克隆及其在毕赤酵母中的分泌表达

根据已知hepcidin氨基酸序列,参照毕赤氏巴斯德酵母( Pichia pastoris) 密码子偏好性,设计合成了hepcidin目的基因。所合成的hepcidin基因全长96bp,其5′ 端引入KEX2基因产物（Kex2）的特异性识别位点序列,以保证表达产物具有天然N端。通过基因重组的方法将hepcidin基因克隆到pPicZαA 载体中,构建了分泌型重组酵母表达载体pPICZαA_Hepc,经电转至毕赤酵母GS115中表达。使用浓度高达1500 μg/mL的Zeocin 筛选得到高拷贝插入GS115菌株,经摇瓶发酵和甲醇诱导,上清液有明显的hepcidin表达,表达量达到100 mg/L。初步抗菌特性研究表明,该表达产物对枯草芽孢杆菌有明显的抑菌作用,而对大肠杆菌抑菌效果不明显。     

植酸酶和甘露聚糖酶双功能毕赤酵母工程菌的构建和产酶分析

根据已发表的植酸酶基因和甘露聚糖酶基因序列设计并合成引物,应用PCR技术,分别以土曲霉总DNA和质粒pHBM1201为模板,扩增出均不含假定信号肽序列的植酸酶基因phyA和甘露聚糖酶基因man,将它们各自克隆到毕赤酵母表达载体pHBM907C上,分别得到重组质粒pHBM907C-phyA和pHBM907C-man。将质粒pHBM907C-phyA上由乙醇氧化酶(AOX1)启动子和终止子引导表达、酿酒酵母α信号肽序列引导分泌的phyA表达盒式结构插入到质粒pHBM907C-man中,构成双基因表达分泌质粒pHBM907C-phyA-man。pHBM907C-phyA-man经SalⅠ酶切线性后转化毕赤酵母(Pichiapastoris)GS115,获得了同时分泌表达植酸酶和甘露聚糖酶的双功能酵母工程菌。研究了该酵母工程菌所分泌表达的重组植酸酶和甘露聚糖酶的相关酶学性质,并进行了双功能酵母工程菌的稳定性测试。     

巴斯德毕赤酵母的基因表达系统研究进展

巴斯德毕赤酵母是一种近年来广泛使用的基因表达系统,它具有表达率高、遗传稳定、产物可分泌、发酵工艺成熟等许多优点.综述了该系统在载体类型、载体元件（包括启动子、选择标记和信号肽序列）、受体类型、以及提高整合拷贝数等方面的进展.