细菌异源表达抗菌肽的研究进展

抗菌肽是一类从动植物、微生物体内分离得到的阳离子小分子量肽,具有天然的抗菌活性。它作用迅速,广谱,不易产生耐药性,具有重要的应用价值,近年来成为研究热点。普遍认为异源表达是生产大量抗菌肽的最有效方法。大肠杆菌作为经典的表达宿主,具有生长速度快、遗传背景清晰、有大量可利用的商业表达载体、易操作等优势,现已成为抗菌肽表达的首选宿主。乳酸菌作为世界公认安全的食品级微生物,近年来广泛用于抗菌肽的异源表达。着重阐述了抗菌肽在大肠杆菌、乳酸菌中重组表达的研究进展。     

异源表达【FeFe】氢酶的基因工程大肠杆菌的构建

摘要:【目的】探讨一种构建异源表达【FeFe】氢酶的重组大肠杆菌的新方法。【方法】通过同源重组,依次将来源于丙酮丁醇梭菌中促进【FeFe】氢酶成熟的3 个辅助基因hydE、hydF 和hydG 分别整合到大肠杆菌BW2513-10(缺失氢酶基因) 的丙酮酸甲酸脱氢酶(ybiW)、乳酸脱氢酶(ldh) 和乙醇脱氢酶(adhE) 编码基因位点上。在此基础上进一步将含有来源于丁酸梭菌的氢酶基因的表达载体转化上述重组菌,并对转化子的氢酶活性进行分析。【结果】PCR 和RT-PCR 的检测结果表明,3 个辅助基因都     

外源基因在大肠杆菌中表达研究进展

近年来,基因工程技术的迅速发展,大量有价值的蛋白质大肠杆菌中获得了高表达。多种表达系统的完善与发展,及蛋白质分离纯化技术的提高,异源蛋白的产量与纯度已不再是困扰人们的主要问题,人们开始更多地关注异源蛋白的活性,比活性及异源蛋白的正确性,完整性。随着这些问题的解决,重组蛋白的应用才能真正走向成熟。     

大肠杆菌外源蛋白表达载体稳定性的研究进展

构建高产、稳定、可靠的质粒载体成为基因重组表达技术的研究重点之一。宿主细胞代谢反应和质粒不稳定性相关信息的缺乏,仍然阻碍着质粒载体的优化,成为限制外源蛋白在大肠杆菌中高效表达的瓶颈之一。主要论述了大肠杆菌外源蛋白表达载体的稳定性,分别从质粒和外源基因的本身特性、重组质粒转化对宿主细胞造成的影响及其他因素等方面阐述了对质粒载体稳定性的影响,同时介绍了相关的解决办法,从而为大肠杆菌表达系统高效表达外源蛋白提供参考。     

异源基因片段在大肠杆菌克隆株中的缺失

在研究苏云金芽孢杆菌基因克隆和表达时,发现当把以色列亚种P19和cytA蛋白基因的重组质粒转入大肠杆菌MV1190后,cytA蛋白基因起始密码上游第18位碱基至下游第48位碱基之间缺失约30个碱基,导致cytA蛋白生物活性丧失。同样也发现,把大肠杆菌-苏云金芽孢杆菌穿梭载体pHT3101转化大肠杆菌TG1时,其载体中约1．6kb片段也发生类似缺失事件,说明大肠杆菌细胞对某些异源基因片段具有不相容性。     

真核生物来源漆酶的异源表达研究进展

漆酶属于多铜氧化酶家族中的一种,广泛存在于昆虫、植物、真菌和细菌中。由于其作用的底物范围较广,因此在纺织、制浆、食品以及木质素的降解等方面有广阔的应用前景。但是自然界中的漆酶存在表达量和酶活低、高温易失活等问题,限制了它的应用。对漆酶进行大量高效的异源表达,是解决这一问题的有效途径。近年来,越来越多不同来源的漆酶基因被克隆,并在不同宿主中异源表达。但这些大多局限于实验室研究,还未达到工业化生产的水平。笔者对真核生物来源漆酶的异源表达研究进展进行综述,重点介绍了真核生物来源的漆酶在不同表达系统中的异源表达情况以及在酵母细胞中表达漆酶时提高表达量和酶活性能的方法,以期为研究者们提供参考。     

产纤维素酶大肠杆菌工程菌的构建和酶的表达

为了使大肠杆菌(Escherichia coli)具备生产纤维素酶的能力,从铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)PKC-001克隆碱性纤维素酶基因,进行密码子优化后连到载体pET-22b,转入大肠杆菌BL21(DE3)菌株,对工程菌进行表达优化并分析纤维素酶酶活。结果表明大肠杆菌工程菌能生产分子量约39 kD的纤维素酶,在培养温度20℃、摇床转速170 r/min、IPTG终浓度0.01 mmol/L的条件下,纤维素酶的产量最大;在酸性条件下,细胞内和细胞外的滤纸酶活力(FPA)分别为5.78 U/mL和1.13 U/mL,在碱性条件下检测不到滤纸酶活。显然,重组纤维素酶仅在酸性条件下有活力。     

木聚糖酶异源表达的研究进展

木聚糖(xylan)在自然界中的含量极其丰富,在农作物和农林剩余物中大量存在。随着能源资源问题的日益凸显,对木聚糖的应用和研究越来越受到重视。木聚糖酶(xylanase)是可以将木聚糖降解为低聚木糖和木糖的一类水解酶,近年来,为了实现木聚糖酶的高产、高酶活表达,科研工作者做了大量的研究工作,就木聚糖酶异源表达(heterologous expression)的研究进展进行综述。     

丝状真菌异源蛋白表达系统研究进展

丝状真菌,俗称霉菌,在食品工业中被用于生产多种生物酶和有机酸。近年来,人们发现丝状真菌具有分泌量大、表达的蛋白有天然活性等特点,非常适合作为同源和异源重组蛋白的表达宿主,因此被广泛研究和探讨。简要综述了以黑曲霉为代表的几种常被用作蛋白表达宿主的丝状真菌的特点、应用中的主要问题和基本解决方案,以及近年关于丝状真菌表达系统的最佳培养条件和发酵条件的研究进展。     

纳米抗体异源表达的研究进展

羊驼体内存在天然缺失轻链的重链抗体(HcAb),其单域抗原结合片段也称为VHH或纳米抗体(nanobody,Nb),是目前已知的最小抗原结合片段。与传统抗体相比,纳米抗体具有分子量小(12~15kDa)、稳定性好和免疫原性低等特点,这些特点使得VHH在基础研究、诊断及治疗上具有极大的应用价值,目前已有多种纳米抗体进入了临床研究阶段。综述了近年来VHH在革兰氏阴性菌(大肠杆菌)、革兰氏阳性菌(芽孢杆菌和乳酸杆菌)、酵母、丝状真菌、昆虫细胞、哺乳动物细胞和植物细胞中异源表达的研究现状,包括表达系统、宿主、载体特点、载体构建方式及产量等;从分子水平、表达水平和理性设计三个层面探讨了纳米抗体产量提高的策略,以期为纳米抗体研究者提供借鉴和思路。     

Biosynthesis of paromamine derivatives in engineered Escherichia coli by heterologous expression

Aims: Paromamine is a vital and common intermediate in the biosynthesis of 4,5 and 4,6‐disubstituted 2‐deoxystreptamine (DOS)‐containing aminoglycosides. Our aim is to develop an engineered Escherichia coli system for heterologous production of paromamine. Methods and Results: We have constructed a mutant of E. coli BL21 (DE3) by disrupting glucose‐6‐phosphate isomerase (pgi) of primary metabolic pathway to increase glucose‐6‐phosphate pool inside the host. Disruption was carried out by λ Red/ET recombination following the protocol mentioned in the kit. Recombinants bearing 2‐deoxy‐scyllo‐inosose (DOI), DOS and paromamine producing genes were constructed from butirosin gene cluster and heterologously expressed in engineered host designed as E. coli BL21 (DE3) Δpgi. Secondary metabolites produced by the recombinants fermentated in 2YTG medium were extracted, and analysis of the extracts showed there is formation of DOI, DOS and paromamine. Conclusions: Escherichia coli system is engineered for heterologous expression of paromamine derivatives of aminoglycoside biosynthesis. Significance and Impact of the Study: This is the first report of heterologous expression of paromamine gene set in E. coli. Hence a new platform is established in E. coli system for the production of paromamine which is useful for the exploration of novel aminoglycosides by combinatorial biosynthesis of 4,5‐ and 4,6‐disubtituted route of DOS‐containing aminoglycosides.     

外源基因在大肠杆菌中的高效表达

为了提高外源蛋白在大杨杆菌中的表达量,人们对大肠杆菌表达系统进行了许多研究。作者综述了有关外源基因在大肠杆菌中高效表达的研究进展。     

提高大肠杆菌表达外源蛋白胞外含量的策略

大肠杆菌的蛋白质表达平台在工业和农业中得到了广泛应用,使目的蛋白质表达后释放至胞外更有利于大规模的生产。目前,已经研究出许多改善外源蛋白胞外含量的方法。本文从蛋白质分泌机制、菌株、信号肽、载体和培养条件的选择和优化改造、密码子的优化和蛋白质跨膜转运过程的改善等方面总结了提高大肠杆菌表达外源蛋白的胞外含量的各种策略,指出多因素协同作用才能更全面地提升蛋白质的胞外产量。     

Versatile signal peptide of Flavobacterium‐originated organophosphorus hydrolase for efficient periplasmic translocation of heterologous proteins in Escherichia coli

Organophosphorus hydrolase (OPH) from Flavobacterium species is a membrane‐associated homodimeric metalloenzyme and has its own signal peptide in its N‐terminus. We found that OPH was translocated into the periplasmic space when the original signal peptide‐containing OPH was expressed in recombinant Escherichia coli even though its translocation efficiency was relatively low. To investigate the usability of this OPH signal peptide for periplasmic expression of heterologous proteins in an E. coli system, we employed green fluorescent protein (GFP) as a cytoplasmic folding reporter and alkaline phosphatase (ALP) as a periplasmic folding reporter. We found that the OPH signal peptide was able to use both twin‐arginine translocation (Tat) and general secretory (Sec) machineries by switching translocation pathways according to the nature of target proteins in E. coli. These results might be due to the lack of Sec‐avoidance sequence in the c‐region and a moderate hydrophobicity of the OPH signal peptide. Interestingly, the OPH signal peptide considerably enhanced the translocation efficiencies for both GFP and ALP compared with commonly used TorA and PelB signal peptides that have Tat and Sec pathway dependences, respectively. Therefore, this OPH signal peptide could be successfully used in recombinant E. coli system for efficient periplasmic production of target protein regardless of the subcellular localization where functional folding of the protein occurs. © 2016 American Institute of Chemical Engineers Biotechnol. Prog., 32:848–854, 2016     

原核系统可溶性表达策略

获得大量目的蛋白的最简单最经济的方法是利用原核表达系统表达外源基因.但由于原核系统的自身特点,使所表达的蛋白常常形成无活性的包涵体.多年来世界各国的研究为解决这一问题尝试了多种方法.本简单介绍原核表达系统的特点及提高蛋白可溶性表达的常用方法.