毕赤酵母工程菌高密度发酵的研究进展

近年来毕赤酵母已成为一种优越的异源蛋白表达系统。而提高目的蛋白的表达水平,高密度发酵已成为关键技术环节之一。我们从毕赤酵母工程菌的选择、培养基的优化设计,以及发酵工程过程控制等方面简要阐述毕赤酵母的高密度发酵,并提出了工程菌在高密度发酵过程中存在的问题。     

毕赤酵母高密度发酵研究进展

巴斯德毕赤酵母表达系统是近年发展起来的一种优秀的真核表达系统.本从培养基、温度、pH值、溶氧、甲醇的流加等角度对国内外毕赤酵母高密度发酵的研究进展做了较详细的综述,并提出了目前毕赤酵母高密度发酵过程中存在的问题.     

毕赤酵母高密度发酵工艺的研究

高密度发酵是毕赤酵母提高蛋白表达量的一种重要策略,发酵工艺是高密度发酵的一个重要因素。采用下列措施均可以有效地提高表达水平：调节基础培养基,采用变pH和变温发酵,提高DO,选择最适的诱导前菌体密度和比生长速率并降低甘油初始浓度和采用分段式指数流加进行调控。选择合适的甲醇补料策略：甲醇限制补料（MLFB）、氧气限制补料（OLFB）、甲醇不限制补料（MNLFB）和温度限制补料（TLFB）。采用两种方式调控补料：诱导阶段菌体生长时,甲醇比消耗速率(qMeOH)为0.02-0.03gg-1h-1,而菌体不生长时,qMeOH采用较高值。     

重组巴斯德毕赤酵母高密度发酵表达植酸酶

对巴斯德毕赤酵母的高密度发酵条件进行了试验,并根据摇瓶发酵的优化结果进行了补料方式的研究。在摇瓶发酵时,最佳种龄为16h,接种量为3％,甲醇的诱导浓度为15g／L,生长阶段最适pH为5．0,诱导阶段最适pH为5．5。在间歇补料、恒速补料、变速补料三种补料方式中以变速流加最优。     

巴斯德毕赤酵母(P.pastoris)高密度发酵研究进展

高密度发酵已经成为提高毕赤酵母目的蛋白表达量的关键技术之一,而其中发酵工艺又是高密度发酵的一个重要因素。主要从巴斯德毕赤酵母遗传学特性、表达宿主菌、表达载体、外源蛋白的表达方面进行了阐述,并从毕赤酵母工程菌的选择、培养基的优化设计、发酵过程关键参数调控以及甲醇诱导等方面阐述毕赤酵母的高密度发酵。最后,提出了巴斯德毕赤酵母高密度发酵过程中存在的问题并进行展望。     

重组巴氏毕赤酵母高密度发酵表达rHSA

对基因工程菌Pichiapastoris的摇瓶发酵条件进行了试验 ,并根据摇瓶发酵的优化结果进行了补料分批高密度发酵。在摇瓶发酵时 ,甲醇诱导基因工程菌P .pastoris表达重组人血清白蛋白的发酵周期为 96h ;甲醇的最佳诱导浓度为 1 0g L ;发酵pH范围为 5 72～ 6 5 9;在摇瓶培养时 ,随着接种量的增加 ,虽然目的蛋白表达量缓慢增加 ,但单位细胞光密度的蛋白产率却明显下降 ,符合y =1 2 941x- 0 50 59方程 (线性相关系数r=0 9789) ,其限制性因子很可能为溶氧。在分批发酵 ,接种量为 1 0 %且种子细胞光密度 (OD60 0 )为 2 0左右时 ,细胞生长的延迟期为 2 1 1h左右 ,细胞生长光密度与培养时间的关系模型为 :y =0 7841e0 .2 3 19t(线性相关系数r=0 .993 6 ) ;在补料发酵时细胞干重浓度可达到 1 1 5g L— 1 6 0g L ,在 1 2 0h重组人血清白蛋白表达量最大达到 3 6g L。     

毕赤酵母工程菌高密度发酵中氨态氮含量的测定

首次尝试将钠氏法应用于毕赤酵母高密度发酵中,并与靛酚蓝检测法进行了比较,证实钠氏法在0~10 mg/L的范围内,相关性好(r2=0.996 5),精确度(RSD=2.14%~5.32%)和精密度(Prec ision=97%~105%)高,更适合于毕赤酵母发酵中氨态氮含量的检测。并对其检测条件进行优化,确定检测波长为400 nm,最佳的显色反应为10 min。该方法用于毕赤酵母高密度发酵表达重组人血清白蛋白胸腺肽的结果表明,在发酵液氨基氮含量低于1.5 mg/kg,重组目的蛋白的表达出现了明显的降解,改善并控制发酵液中氨态氮的含量后,可以明显控制目的蛋白的降解,提高产品的产率。结果证实该方法用于发酵液中氨态氮的检测时,准确可靠,切实可行。     

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.     

重组毕赤酵母发酵牛肉风味肽的中试研究

研究分泌表达16拷贝牛肉风味肽（beefy meaty peptide, BMP）毕赤酵母工程菌株(Pichia pastoris GS115-16B2)的500L发酵罐中试发酵工艺。在500L发酵罐中采用三步发酵法进行了3批次中试发酵实验,设定菌体培养阶段温度为30℃,pH5.0,诱导表达阶段温度为28℃,pH3.0。在发酵程中通过调节搅拌速度、通气量和罐压等措施来使DO维持在20%~35%左右,总共发酵126h（诱导时间为96h）,当诱导88h后（发酵118h）,600nm波长下的光密度值(OD600)达到184.5,菌体湿重达到318.7g/L,目的产物BMP的表达量达到最高为172 mg/L,实现了BMP的高效表达。通过中试发酵初步建立了工程菌P. pastoris GS115-16B2的中试发酵工艺,为BMP的进一步研究开发奠定了良好基础。     

毕赤酵母表达外源基因研究进展

毕赤酵母表达系统作为一种新型酵母表达系统,它既有原核生物的特点,又有真核生物的特性,可以对目的蛋白质进行糖基化、二硫键形成等翻译后修饰。在过去的20年中已经有200多种不同蛋白在毕赤酵母中实现了成功表达,其中许多已被广泛应用于临床诊断治疗或科研工作中。随着一系列新型酵母表达载体及菌株的构建及发酵技术的不断提高,毕赤酵母越来越吸引着科学家的关注,毕赤酵母己被发展成为一种细胞生物学研究及基因工程生产的模式真核生物。本文总结了毕赤酵母的载体与菌株构建及发酵技术和糖基化等方面近年的主要研究进展。     

重组人巨细胞病毒嵌合肽基因在毕赤酵母中的克隆和表达

为了在毕赤酵母中表达带有组氨酸纯化标记的重组人巨细胞病毒嵌合肽(rHCMVp),根据 其基因序列,设计引物从pPIC9K2rHCMVp 上扩增得到目的基因片段,并导入毕赤酵母诱导型表达 载体pPICZαA 中。通过电击将线性化的重组质粒转化到毕赤酵母X33 细胞中,筛选获得表达量 较高的重组菌株,研究了该菌株生长的培养条件,包括不同诱导时间、甲醇浓度、pH 值对人巨细 胞病毒嵌合肽表达的影响。2L 发酵罐进行了高密度发酵,经1 %的甲醇、pH610 的条件下诱导 48h,最终菌体密度OD600达到180,每升发酵液中含目的蛋白7817mg,产量比摇瓶提高了418 倍。 rHCMVp 可通过高密度发酵大量获得。     

产HSA—CP融合蛋白毕赤酵母的发酵条件优化

为提高重组毕赤酵母生产人血清白蛋白-C肽融合蛋白（HSA—CP）的产量和生产强度,在摇瓶条件下考察了甲醇诱导时间和浓度对目的蛋白产量的影响。结果表明,质量浓度10g/L的甲醇诱导72h最适于产物表达。通过对7L发酵罐中各因素的优化,得到最佳条件为：初始甘油质量浓度10g/L,30℃培养,菌体生长期和诱导期的pH及溶氧分别控制在pH5．0、30％溶解O2或pH6．0、15％的溶解O2。10g/L的甲醇诱导72h,最终使干细胞质量浓度达到56．43g/L,目的蛋白产量达368．45mg／L。生产强度为3．920mg/（L·h）,目标蛋白的比生产速率为5．12mg/（L·h）。     

毕赤酵母蛋白表达系统研究进展

选择合适的蛋白表达系统是外源基因能否成功表达的关键.毕赤酵母(Pichia pastoris)蛋白表达系统是近些年来发展起来的一种真核表达系统,与其他表达系统相比,该系统所具有的诸多优势使其研究价值和应用价值越来越广泛,已经成功表达了多种蛋白质.简要综述其特点、表达宿主菌、表达载体以及其元件、外源蛋白的表达及其影响因素等方面的基础研究和最新进展.     

重组低出血抗凝蛋白在毕赤酵母中的中试发酵工艺研究及其纯化与鉴定

目的:通过对毕赤酵母中试发酵工艺的改进,建立一种简便可行的重组低出血抗凝蛋白(EH)的中试发酵工艺,为EH蛋白的放大生产研究奠定基础。方法:首先通过摇瓶培养绘测毕赤酵母工程菌的生长曲线,然后根据生长曲线,将对数生长期的菌种经过两级摇瓶培养放大后,直接接种到500 L的发酵罐中放大培养,通过发酵液的D600nm值、溶氧值(DO2)及菌体湿重动态监测细菌的生长状态,并用流加甲醇的方法诱导表达目的蛋白;表达上清经超滤、两步离子交换层析纯化获得目的蛋白;用非还原型SDS-PAGE和HPLC检测目的蛋白的纯度;用SDS-PAGE和质谱方法分析目的蛋白的相对分子质量;用Western印迹验证目的蛋白;用凝块法检测目的蛋白的抗凝活性。结果:发酵结束时,上清中蛋白含量达1.41 g/L,经后期分离纯化,得到约21 g EH蛋白,SDS-PAGE分析可见EH蛋白在还原状态下表观相对分子质量约为13.2×103±0.2×103,质谱分析相对分子质量约为7.3×103±0.73×103;Western印迹表明检测条带为目的蛋白,能被抗水蛭素抗体特异性结合;非还原型SDS-PAGE和HPLC测得EH蛋白的纯度均高于95%;凝块法检测EH蛋白的抗凝比活性为512~1024 ATU/mg。结论:建立了一条简便可行的EH蛋白的中试放大发酵生产工艺。