溶氧反馈分批补料高密度培养人骨形成蛋白-2工程菌

对表达人骨形成蛋白－2成熟肽的基因工程大肠杆菌E.coli DH5α/pDH-B2m在500mL摇瓶中进行了培养条件的摸索实验,并在此基础上扩大至NBS Bioflo IV20L发酵罐,利用溶氧反馈－分批补料培养技术：在培养过程中保持适当的溶解氧（40％）,以溶氧值在线反馈控制搅拌速度及流加补料培养基,使细菌保持适当的比生长率,成功地进行了工程菌的高密度培养,最终菌体密度达OD600＝57,每升干菌量22.8g,目的蛋白的表达量占细菌总蛋白的30％,人骨形成蛋白－2成熟肽的理论产率达到3.59g/L。     

利用恒溶氧．补料分批技术高密度培养大肠杆菌生产重组人骨形成蛋白-2A

对表达人骨形成蛋白２Ａ（ＢＭＰ２Ａ）的重组大肠杆菌ＹＫ５３７／ｐＤＨＢ２ｍ在５００ｍｌ摇瓶中进行了培养条件的摸索实验,继后用５Ｌ自控发酵罐进行分批培养和分批补料培养,以获取ｒｈＢＭＰ２Ａ。两种培养方式结果比较表明,在培养过程中保持３０％～４０％左右的溶解氧和限制性流加葡萄糖可以使ＢＭＰ２Ａ的含量达到２７８ｇ／Ｌ,最终菌体密度为ＯＤ６００５３（相当于干菌２１２ｇ／Ｌ）,重组蛋白的表达量占菌体总蛋白的２５％。该培养技术的关键是：（１）在培养过程中保持适当的溶解氧;（２）限制性流加葡萄糖;（３）４２℃起始诱导的时间控制在对数生长中期,持续表达时间为４ｈ;（４）细菌持续生长的比生长速率控制在０３ｈ１左右。     

利用恒溶氧．补料分批技术高密度培养大肠杆菌生产重组人骨形成蛋白-2A

对表达人骨形成蛋白－2A(BMP－2A)的重组大肠杆菌YK537／pDH－B2m在500ml摇瓶中进行了培养条件的摸索实验,继后用5L自控发酵罐进行分批培养和分批补料培养,以获取rhBMP－2A两种培养方式结果比较表明,在培养过程中保持30％～40％左右的溶解氧和限制性流加葡萄糖可以使BMP-2A的含量达到2．78g／L,最终菌体密度为OD₆₀₀53(相当于干菌21．2g／L),重组蛋白的表达量占菌体总蛋白的25％。该培养技术的关键是：(1)在培养过程中保持适当的溶解氧;(2)限制性流加葡萄糖;(3)42℃起始诱导的时间控制在对数生长中期,持续表达时间为4h;(4)细菌持续生长的比生长速率控制在0．3h -1左右。     

利用恒溶氧—补料分批技术高密度培养大肠杆菌生产重组人骨形成蛋？…

对表达人骨形成蛋白－２Ａ的重组大肠杆菌ＹＫ５３７／ｐＤＨ－Ｂ２ｍ在５００ｍｌ摇瓶中进行了培养条件的摸索实验,继后用５Ｌ自控发酵罐进行分批培养和分批补料培养,以获取ｒｈＢＭＰ－２Ａ。两种培养方式结果结果比较表明,在培养过程中保持３０％－４０％左右的溶２解氧和限制性流加葡萄糖可以使ＢＭＰ－２Ａ的含量达到２．７８ｇ／Ｌ,最终菌体密度为ＯＤ６００５３,重组蛋白的表达量占菌体总蛋白的２５％。     

重组大肠杆菌的分批补料培养方法

在重组大肠杆菌的培养过程中,存在着菌体的高浓度与外源蛋白的高表达这一矛盾,使得重组菌的比生长速率通常远远低于宿主菌,限制了基因工程菌由实验室规模向工业化规模的转变。要实现重组大肠杆菌的高密度培养,最常用和最有效的方法就是分批补料流加培养。     

重组大肠杆菌高密度培养研究进展

重组大肠杆菌细胞高密度培养(High cell-density cultivation,HCDC)是获得高外源蛋白产率的一种重要策略,影响重组大肠杆菌高密度培养的因素主要有以下几个方面:重组体的构建及其稳定性,培养基成分,培养方式,培养条件及培养过程中抑制性代谢产物的积累等。从以上几个方面对近期的研究进展进行了综述。     

可溶性TRAIL蛋白的高密度培养及补料策略研究

采用分批补料的方法高密度培养重组大肠杆菌C600/PbvTRAIL制备人可溶性TRAIL蛋白,优化发酵工艺,探索简单高效的分离纯化方法并测定蛋白生物活性。通过比较几种不同的补料策略：间歇流加、Dostat、pHstat,摸索了一种流加策略,即DOstatpHstat组合流加,有效的避免了发酵过程中,尤其是诱导表达阶段乙酸积累的增加,使TRAIL蛋白在高密度培养条件下,得到高效表达。菌体密度最终达到300g/L（WCW）以上,可溶性TRAIL蛋白占菌体总蛋白的4.2%,含量为1.1g/L。在整个发酵过程中,乙酸浓度接近于0,且未使用任何特殊手段,如纯氧、加压等,简化了发酵工艺,降低了发酵成本,为TRAIL的工业化生产创造了条件。     

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。     

高密度培养大肠杆菌YK537／pSBHL—11生产重组人细胞白介素—3

在Ｂ．Ｂｒａｕ ＥＳ－１０型１５Ｌ和ＮＢＳ ＤｉｏＦｌｏ３０００型５Ｌ发酵罐中,利用补料分批培养技术高工表达培养含重组质粒ｐＳＢＨＬ－１１的大肠杆菌ＹＫ５３７,生产重组人白细胞介素－３（ＩＬ－３）,发现在发酵过程中,限制性流加甘油,控制溶解氧在３０％－４０％左右,３０℃生长,１１ｈ,４２℃诱导培养４ｈ,能将发酵液中最终菌体密度从ＯＤ１６６００提高到ＯＤ５３６００,并且保持了白细胞介素－３的表达量。     

人骨形成蛋白-2C端102肽的诱骨活性

为分析更短的Hbmp-2C端肽是否具有诱骨活性 ,寻求新型的有诱骨活性的基因工程Hbmp-2产品。利用温度诱导的大肠杆菌表达系统表达肽段长度为102个氨基酸的Hbmp-2C端肽及其Cys的突变体。表达产物经纯化复性后 ,植入小鼠肌袋模型中测试其诱骨活性。获得了能稳定表达Hbmp 2C端肽的工程菌 ,测序结果与预期的序列完全一致。表达产物以包涵体形式存在 ,表达量占细胞总蛋白的 3 0 %。产物经纯化复性后 ,小鼠肌袋模型测试结果表明 :Hbmp 2 10 2肽仍具有诱骨活性 ,而将C端第一位Cys突变的 10 2肽诱骨活性丧失。实验表明 :比Hbmp 2成熟肽 ( 114个氨基酸 )更短的C端 10 2肽仍具有良好诱骨活性 ,这 10 2肽N端第一个Cys对其诱骨活性可能是必需的。     

表达重组葡激酶-水蛭素融合蛋白的大肠杆菌工程菌的高密度培养

采用溶氧反馈的分批培养流加补料的方法高密度培养重组大肠杆菌BL21(DE3)生产重组葡激酶-水蛭素融合蛋白。通过摇瓶培养对菌种和培养条件的初步筛选,采用溶氧反馈的流加补料策略,进行了5L发酵罐的合成培养基和复合培养基的发酵工艺的研究。通过对培养条件的不断优化,重组葡激酶-水蛭素融合蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)里得到了高效表达,菌体密度最终达到115g/L(WCW)以上,可溶性重组融合蛋白占菌体总蛋白的30%以上,含量约为1.1~1.2g/L。5L发酵罐的发酵工艺参数在40L发酵罐中进行了放大培养,结果表明该工艺能有效的放大,可适用于工业生产。     

重组人骨形态形成蛋白2在家蚕幼虫中表达及产物纯化

将编码人ＢＭＰ２ｃＤＮＡ基因插入昆虫杆状病毒转移载体ｐＢａｃＰＡＫ１,与修饰的家蚕核形多角体病毒Ｂｍ－ＢａｃＰＡＫＤＮＡ共转染家蚕细胞,通过同源重组得到含有在多角体蛋白基因启动子控制下的ＢＭＰ２ｃＤＮＡ基因的重组病毒Ｂｍ－ＢａｃＰＡＫ－ＢＭＰ２。用重组病毒感染家蚕幼虫,第五天ＢＭＰ２表达率最高,每毫升蚕血淋巴中约１０μｇ表达产物;表达产物在在体内被加工成Ｃ－端１６ｋＤ片段,以二硫键连结成分子量为３０ｋＤ的同源二聚体;经纯化获得９０％以上纯度的成熟ＢＭＰ２,与骨基质胶原结合后植入大鼠皮下,７天后在局部诱导生成软骨组织。     

大肠杆菌表达的重组人骨形成蛋白-7的复性

带有pBV221-hBMP-7的E．coli表达得到的rhBMP-7以不溶的包涵体形式存在,用高浓度的变性利溶解后,经过DEAE-FF纯化,得到高纯度的目的蛋白,达95％以上。分别用尿素浓度梯度降低法、添加促复性剂及人工分子伴侣法对蛋白质进行复性,并通过不同方法对复性结果进行比较。Western blot中辉度扫描结果显示,GSH／GSSG法样品二聚体／单体比例为79．5／20．5,尿素浓度梯度降低法二聚体／单体比例为73．6／26．4,表明GSH／GSSG法复性样品溶液上清中含较高比例的蛋白质二聚体。根据不同复性样品对NIH3T3细胞ALP活性影响大小的比较结果,氧化还原剂最有助于二聚体的形成,蛋白质活性最高。     

重组人碱性成纤维细胞生长因子基因工程菌的高密度培养

根据重组人碱性成纤维细胞生长因子基因工程菌的生长特点,对其高密度发酵工艺条件进行研究和改进,采用“平衡DO-State”控制策略进行分批补料培养中的葡萄糖流加,有效地控制了培养过程中代谢副产物-乙酸的产生及其对工程菌生长的抑制作用,使发酵终了时乙酸浓度由15．6g/L下降为2.6g/L,而菌体密度则由15．2gDCW/L提高到30．2gDCW/L。     

人骨形成蛋白—2的结构与生物学活性

人骨形成蛋白－2（human bone morphogenetic protein-2,hBMP-2）是一种低分子量糖蛋白,属于TGF超家族成员,参与骨的器官发生、骨的形成与骨再生的过程,同时对神经系统、造血系统的分化发育也有调控作用。目前,hBMP-2的研究已经涉及发育生物学、遗传学、生物进化等多个领域,积累了大量研究结果。     

人骨形态发生蛋白-2重组腺病毒的构建与制备

将人BMP-2的编码区cDNA克隆至穿梭载体pShuttle,以PI-SceI和I-CeuI切下含BMP-2编码区cDNA的片断,在体外与PI-SceI/I-CeuI切开的腺病毒DNA连接,构建重组有BMP-2全长编码区基因的腺病毒DNA,PCR鉴定正确后,经PacI酶切线性化,在脂质体介导下转染HEK293细胞,反复冻融制备重组腺病毒,空斑形成试验测定病毒滴度约为7.5×106～1.5×107pfu/ml。以BMP-2重组腺病毒感染体外培养的小鼠成肌细胞C2C12,Westernblot检测证实有BMP-2表达。     

人骨形成蛋白－2AcDNA基因工程产物诱骨活性的形态学证明

人骨形成蛋白２Ａ（ｈｕｍａｎｂｏｎｅｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃｐｒｏｔｅｉｎ２Ａ,ｈＢＭＰ２Ａ）ｃＤＮＡ３′端５６７个核苷酸插入表达载体ＰＳＧ４Ｔ－２中,在大肠杆菌中获得１５％的表达,表达产物为２１ＫＤ的蛋白质,经包涵体洗涤,尿素变性和复性后,取１ｉｎｇ表达产物,植入小鼠股四头肌中,２１天后取植入区进行组织切片观察,证实这种基因工程产物具有良好的异位骨诱导活性。     

重组人骨形成蛋白-3羧基端肽在大肠杆菌中表达及其诱骨活性

以双顺反子表达载体,在大肠杆菌中经ＩＰＴＧ诱导表达了人骨形成蛋白－３羧基端肽段（ｈＢＭＰ－３Ｃ）,表达量占菌体总蛋白量的１８．５％．目的蛋白为２５ｋＤ、含ｈＢＭＰ－３Ｃ端２１５个氨基酸残基组成的肽段,包括ｈＢＭＰ－３成熟肽和一部分前肽．表达产物以包涵体的形式存在,用含ＴｒｉｔｏｎＸ－１００的洗涤液和５ｍｏｌ／Ｌ以下脲溶液连续洗涤,可获得较高纯度的重组人骨形成蛋白－３Ｃ端肽．经复性处理成可溶性蛋白,植入小鼠肌肉内,第１４ｄ组织切片显示有软骨细胞和软骨基质形成,第２１ｄ可见成骨细胞和骨基质形成．将ｒｈＢＭＰ－３Ｃ与脱矿去免疫原性异种骨粒复合后作小鼠肌肉植入试验,２１ｄ组织切片上可见硬质骨形成．结果表明：大肠杆菌表达的ｈＢＭＰ－３Ｃ经复性后具有诱骨活性,糖基化并非ＢＭＰ－３活性所必需．