利用重组Pichia pastoris生产腺苷甲硫氨酸

为改造甲醇利用型酵母Pichia pastoris来生产腺苷甲硫氨酸（SAM,S－adenosyl-L-methionine),我们将一个带有SAM合成酶基因的胞内表达质粒转化入Pichia pastoris菌株GS115,经过G418抗性筛选得到一株有两个基因拷贝的转化子。该菌在含有甲醇和甲硫氨酸的培养基中生长5d后,其细胞内的SAM的产量比原始菌株提高了30余倍。对该菌生产SAM的培养基中的碳源与氮源进行了优化,结果显示碳源的控制对该菌SAM产量的影响很大。在试管水平,该菌在含有0．75％的L-methionine并且碳源和有机氮源经过一定程度优化的培养基中,生长6d后SAM产量达到1．58g/L。     

人清道夫受体AII胞外部分在毕赤酵母(Pichia pastoris)中的分泌表达

清道夫受体A (SR-A)介导巨噬细胞无限制摄取修饰的低密度脂蛋白 (Mldl)形成泡沫细胞 ,继而形成动脉粥样硬化病灶 ,在动脉粥样硬化的发生、发展过程中具有重要作用 ,被认为是治疗动脉粥样硬化的潜在靶点。本文应用RT PCR方法扩增得到编码人Ⅱ型SR A胞外部分 (shSR AII)的Cdna ,将其克隆至毕赤酵母 (Pichiapastoris)分泌表达载体Ppic9k构建重组表达质粒P9k shSR AII。将重组表达质粒线性化后 ,电转化毕赤酵母GS115 ,用原位双膜法筛选获得高表达shSR AII的重组菌株GS115 P9k shSR AII。重组菌株经 1%甲醇诱导 ,SDS PAGE、Westernblot分析表明shSR AII获得了分泌表达。Ligandbindingblot结果表明表达的shSR AII具有与配基oxLDL结合的生物活性。U937泡沫细胞模型进一步表明shSR AII可通过竞争性结合oxLDL来抑制泡沫细胞的形成 ,为以shSR AII为靶点建立抗动脉粥样硬化药物筛选模型奠定了基础.     

发酵重组Pichia pastoris生产腺苷甲硫氨酸的研究

在5L发酵罐中对高产S腺苷甲硫氨酸的重组Pichia pastoris发酵进行了研究。重组菌在pH5．0生长,然后调为pH6．0积累腺苷甲硫氨酸,在30℃、溶氧5％及流加甲硫氨酸和尿素的条件下培养82h后,产量达4．3g／L。     

重组人血清白蛋白发酵过程生长期的代谢计算

结合元素平衡和代谢平衡,建立了重组人血清白蛋白发酵过程生长期的数学模型,并按单纯形多变量最优化方法估算了模型的未知参数。该模型能较好地描述重组人血清白蛋白发酵过程生长期中各宏观反应速率之间的关系,为重组人血清白蛋白宿主菌—Pichia pastoris的高密度培养提供了依据。     

利用Pichia pastoris生产S-腺苷甲硫氨酸的发酵工艺

在摇瓶中考察了重组Pichia pastoris发酵的诱导剂量,L-甲硫氨酸,以及pH对腺苷甲硫氨酸产量的影响.放大到3.7 L发酵罐和30 L发酵罐后,研究了重组细胞的发酵过程变化,对S-腺苷甲硫氨酸初步纯化.摇瓶中优化后的发酵条件是:每天添加1%甲醇诱导,L-甲硫氨酸为50mmol/L,培养基pH 5.0.培养144 h后SAM产量达到2.32 g/L.3.7 L发酵罐中发酵251 h后细胞浓度为120 g/L,SAM总量为15.18 g.放大到30 L发酵罐中,发酵225.5 h后细胞浓度约为120 g/L,SAM总量为145.05 g.纯化后SAM的纯度为93.5%,回收率为84.5%.     

微生物转化生产S-腺苷甲硫氨酸

S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM)是具有广阔市场前景的活性氨基酸,微生物转化法是近年来报道较多的SAM生产方法.综合近年来SAM生产菌株的基因改造和发酵优化方面的进展,从提高SAM合成酶表达和酶活、优化甲醇和甘油的流加方式、改善ATP的生成和L-甲硫氨酸的补料、阻断下游代谢路径等方面,综述了促进SAM合成及其积累的多重策略及机制.最后结合笔者多年研究实践,讨论了微生物转化生产SAM的未来研究方向.     

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%,.     

甲醇酵母Pichia pastoris高水平表达有活性的辣根过氧化物酶

表达有活性的辣根过氧化物酶(HRP)不仅可以深入揭示HRP结构与功能及其生理作用规律,而且为HRP的广泛需要提供新的来源.为了在甲醇酵母P.pastoris中成功表达,将编码HRP-C成熟肽的cDNA构建到pPIC9上,再转化到P.pastoris中,筛选到了分泌表达非糖基化HRP和高糖基化HRP(分子质量超过100 ku)两种主要产物的重组细胞株.优化表达条件,目标产物在摇瓶发酵液中高效表达,可达4～6 g/L.并且直接从发酵液中可获得具有活性的高糖基化HRP,每毫升发酵液中酶活力约有2 U,经初步的纯化HRP具有最大吸收峰403 nm.     

人p53蛋白在巴斯德毕赤酵母中的表

将人p53基因装入Pichia分泌型质粒Phil-S1中,酶切线性化后电穿孔导入酵母细胞进行整合,经筛选得到一高表达p53蛋白的克隆。SDS-PAGE显示表达量约占分泌总量的30%。ELISA验证重组人p53存在免疫学活性。在诱导时就降低Pichia酵母系统水解酶活力等方面进行优化,经FPLC分离纯化得到约200mg/L表达量。     

重组人血清白蛋白在Pichia pastoris中分泌表达影响因素的研究

为获得高产稳产重组人血清白蛋白的Pichia pastoris细胞株用于高密度发酵,构建了多种分泌表达载体,在Pichia pastoris中作表达,研究表达载体构建等因素对表达量的影响。发现采用酿酒酵母α性成熟因子前导肽比人血清白蛋白天然前导肽作为分泌信号肽的表达量要高10%左右。而载体整合方式、整合拷贝数、5’非翻译区的改造和甲醇利用表型等对表达量无规律性影响。筛选到的高表达株经高密度发酵,细胞湿重达460 g/L,发酵液上清的人血清白蛋白含量为1.0 g/L。     

转修饰cry1Ac基因籼稻明恢81经花药培养获得抗虫DH系

对基因枪法获得的明恢81转修饰的cry1Ac基因当代植株进行花药培养,共接种花药2600枚,获得83份花培植株,其中双倍体植株43份,单倍体植株40份。 PCR结果表明含有cry1Ac基因的植株55份,花培植株群体中转基因与非转基因植株的比值为2∶1（55/28）。进一步结合Southern blot和ELISA分析,于花培植株当代筛选到转基因纯合株系36份。外源蛋白表达量上,花药来源于同一克隆的DH系的不同植株之间基本一致,最高的Cry1Ac含量达0.25%。田间抗虫性试验表明,经花药培养纯合获得的部分转基因纯合系植株对二化螟(Chilo suppressalis)表现出高抗,而且主要农艺性状保持不变。以上结果表明水稻花药培养可以加速转基因的纯合与育种利用。     

结核杆菌热休克蛋白70在毕赤酵母中的分泌表达与鉴定

获得结核杆菌热休克蛋白70在毕赤酵母中的分泌表达。构建了酵母表达质粒pPIC9K-hsp70,并将其线性化后用电穿孔法导入Pichia pastoris GS115,经PCR方法筛选出阳性菌落,在0.5%甲醇诱导下分泌表达。所得产物经离心收集上清、超滤浓缩脱盐、亲和层析后,分别用 SDSPAGE、Western blot和动物免疫实验对上清中的重组Hsp70进行鉴定,并考察产物对DC的作用。经SDSPAGE、Western blot分析表明表达的Hsp70表观分子量为70kD并能特异性地与抗Mt.Hsp70单抗结合,动物实验表明重组的Hsp70能在体诱导免疫应答。重组Hsp70能够诱导DC成熟并释放Th1型细胞因子。摇瓶发酵表达量达120mg/L,占培养上清30%以上。这为研究结核杆菌热休克蛋白70的生理功能提供了必要的物质条件。     

重组虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ在巴氏毕赤酵母中的表达及纯化

纹捕鸟蛛毒素Ⅰ是从虎纹捕鸟蛛粗毒中分离纯化,具有镇痛活性的肽类神经毒素。对巴氏毕赤酵母生产的重组HWTX-Ⅰ进行多步纯化,首先将分泌到培养上清的rHWTX-Ⅰ进行90％饱和度的（NH₄）₂SO₄沉淀,再用截留分子量3kD的滤膜脱盐,再用CM阳离子交换层析分离,最后用C₁₈反相层析脱盐纯化,真空干燥后得到的rHWTX-Ⅰ经Tricine SDS-PAGE,质谱鉴定,氨基酸组成分析,N-端序列测定及活性鉴定,证明已获得高纯度的重组HWTX-Ⅰ,摇瓶表达量约为80mg/L,约占总分泌量的23.6%,并对摇瓶发酵条件进行了优化,为利用基因工程方法生产HWTX－I的规模化生产及临床应用提供了证据。     

玉米大斑病菌（Exserohilum turcicum）原生质体的分离及转化

玉米大斑病是严重危害玉米生产的一个世界性真菌病害。由于玉米大斑病菌（Exserohilum turcicum）在无性生长过程中迅速产生黑色素,致使原生质体难以分离。测试了包括Fungase、Funcelase、Novozyme、Glucanex、Driselase、Uskizyme、Kitalase在内的7种细胞壁降解酶及其组合、病原菌菌株和培养基对原生质体分离效果的影响。结果表明菌株的培养形态和菌丝的生长状态显著影响原生质体的分离效率;酶组合Kitalase+Glucanex+Driselase, Kitalase+Glucanex和Kitalase+Uskizyme能够有效地分离玉米大斑病菌的原生质体。初步的转化试验表明,质粒pAN71可以用于该病原菌的转化。这些结果将为E.turcicum和Exserohium属其它真菌的基因克隆提供一些有用的信息。     

外源基因pheA,aroG和tyrB在苯丙氨酸合成途径中的共表达

利用基因工程技术提高了短杆菌的苯丙氨酸合成途径中关键酶活性,大幅度地增加了生物合成苯丙氨酸的产量。首先采用聚合酶链反应(PCR)从大肠杆菌的氟代苯丙氨酸抗性变异菌株基因组中扩增到与苯丙氨酸合成相关的aroG,pheA和tyrB 3个基因。其中aroG编码3-脱氧-2-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶(DS),pheA编码双功能酶蛋白-分枝酸变位酶(CM)和预苯酸脱水酶(PD),tyrB编码转氨酶(AT)。设计不同的酶切位点,利用质粒pUC118的多克隆位点,将3个基因按不同的顺序组合串联,然后插入穿梭质粒pCZ.10,导入短杆菌中表达。结果表明3个大肠杆菌基因在短杆菌中能够表达。其中以aroG-pheA-tyrB顺序串联而构建的黄色短杆菌工程菌株1311-GAB中的DS酶活力提高4.5倍,CM提高4.2倍,PD提高2.7倍,AT提高3.2倍;它的苯丙氨酸合成量提高2.35倍。     

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（Pichia pastoris）分泌表达载体pPIC9K中,并转化入P. pastoris GS115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24.5KD的重组蛋白,Western blot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8×104IU/mg。     

重组毕赤酵母发酵生产S-腺苷甲硫氨酸培养条件优化

甲醇营养型毕赤酵母生产S-腺苷甲硫氨酸(SAM)是通过其表达的SAM合成酶催化L-甲硫氨酸(L-Met)和ATP反应而合成的。本文采用全合成培养基,在摇瓶上进行了培养条件的优化,确定了接种量、pH、PTM1、PO43-等初步条件。并根据SAM生物合成的特征,重点对其碳、氮源的影响作了进一步的分析优化。结果表明:当CaSO40.465g/L,K2SO49.10g/L,MgSO4.7H2O 7.45g/L,PO43-0.5mol/L情况下,生长阶段,甘油4%、硫酸铵4.00g/L为最佳;诱导表达阶段,L-Met1.0g/L,甘油与甲醇比例为0.5、硫酸铵8.00g/L为最佳。优化后,SAM产量诱导4d后达1.48g/L,诱导5d后可达1.70g/L(131mg/g干细胞),L-Met的转化率可达40.65%,既利于工艺放大又便于产品的分离纯化。     

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)。     

TAIL-PCR方法快速分离Xcc致病相关基因序列

以miniTn5gfp-km转座子中nptII片段作为探针,对已获得的五株野油菜黄单胞菌野油菜黑腐病致病型（Xcc）非致病突变体进行了Southern blot分析,结果表明,这五株突变体确由mini-Tn5gfp-km转座子插入致病相关基因所致,且为单拷贝不同位点的插入。提取这五株突变体总DNA作为模板,采用改进的热不对称交错PCR （TAIL-PCR）方法从其中克隆到了各自转座子插入区侧翼序列,对这些侧翼序列进行了序列测定并将分析结果与GenBank database及Xcc全基因组序列做了比较,结果表明,五个侧翼序列所在的基因确与Xcc致病性有关。这种改进后的TAIL-PCR方法为突变体特别是转座子插入突变体中目的基因的克隆提供了一种简便高效的新方法。