尿激酶催化结构域S356A突变体在毕氏酵母中的表达、纯化及结晶

采用定位突变和重叠延伸PCR方法扩增尿激酶催化结构域基因片段,将其克隆至表达栽体pPICZαA上,转化毕氏酵母X-33.重组蛋白通过阳离子琼脂糖柱纯化、凝胶层析柱检测,纯度达到99%以上,该重组的尿激酶催化结构域(C279A/N302Q/S356A)不具有丝氨酸蛋白酶活性.用气相扩散法获得蛋白晶体,其衍射分辨率迭1.77(A),结构解析发现在其复合物结构中有三个抑制剂分子苯甲醚.     

单链尿激酶型纤溶酶原激活剂Kringle结构域催化功能探讨

 Kringle(K)结构域广泛存在于与凝血和纤溶相关的各种因子中 .虽然 K结构域在一级结构上是一种比较保守的结构域 (与其他结构域相比 ) ,但是 K结构域的功能在各种因子中的作用有很大的区别 .为探讨单链尿激酶型纤溶酶原激活剂 (scu- PA)的 K结构域功能 ,构建了在 scu- PA的 K结构域的 1 1 8位 Gly与 1 1 9位 Leu之间插入 PRGDWR序列的突变体 (称为 insert mutant B,In B) ,并测定了野生型 scu- PA与 In B的纤溶相关反应的动力学常数 . scu- PA与 In B水解 S- 2 4 4 4反应的 Km 值无明显变化 (分别为 60 .4与 56.8μmol·L-1) ,而 In B的 kcat值 (0 .33s-1)比 scu- PA的 kcat值 (7.31 s-1)降低很多 ;In B激活纤溶酶原反应的 Km 值 (0 .397μmol· L-1)比 scu- PA Km 值(0 .648μmol·L-1)降低 40 % ,但 kcat值 (0 .0 1 65s-1)比 scu- PA的 kcat值 (0 .0 62 6s-1)降低 74% .以上结果说明 :K结构域主要与反应活性相关 ,而与酶及底物的亲和性无关 .     

尿激酶前体的纯化及其性质的研究

尿激酶前体是与尿激酶具有共同抗原性的一种新的纤溶酶原激活物。我们从人胎肾细胞条件培养液中提纯该物质。首先用抗UKIgG-Sepharose亲和层析得到尿激酶抗原相关蛋白,然后利用苯甲脒-Sepharose柱去除尿激酶获纯化的尿激酶前体。纯化倍数达930倍,得率为18％,所得尿激酶前体为单肽链结构蛋白质,分子量55kD,比活(11389IU/mg)低于尿激酶,二异丙基氟磷酸酯(DFP)不能抑制其活性。体外¹²⁵I-血凝块溶解试验表明尿激酶前体可特异地诱导血凝块溶解,对血浆纤溶系统无明显激活作用,血凝块溶解的时间曲线呈特征性“S”型。所得尿激酶前体是一种新的有别于尿激酶的纤溶酶原激活物。     

重组尿激酶型纤溶酶原激活物受体在酵母系统中的表达及鉴定

构建截断型可溶性尿激酶型纤溶酶原激活物受体（ｕ－ＰＡＲ）的原核及酵母表达质粒并分别在大肠杆菌和Ｐｉｃｈｉａｐａｓｔｏｒｉｓ酵母中高效表达．利用ＰＣＲ扩增截断型可溶性ｕ－ＰＡＲｃＤＮＡ片段,并分别连入酵母及原核表达载体中,构建成表达质粒．后者经诱导表达的蛋白被用于免疫家兔,获得抗ｕ－ＰＡＲ的抗血清,用于对酵母表达产物的鉴定．前者在甲醇的诱导下表达,产物分泌至培养液中．结果表明,原核表达的ｕ－ＰＡＲ蛋白免疫家兔后获得高效价的抗血清,利用此抗血清所作Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ证实酵母表达蛋白具有ｕ－ＰＡＲ的免疫原性,表观分子量４０ｋＤ左右．Ｍｕｔ－表型在第５ｄ为最高（２．５μｇ／ｍｌ）,Ｍｕｔ＋表型在第４ｄ为最高（７．５μｇ／ｍｌ）．因此,构建的可溶性ｕ－ＰＡＲ表达质粒在Ｐｉｃｈｉａｐａｓｔｏｒｉｓ酵母细胞获得表达,为进一步竞争拮抗受体功能的研究奠定了基础．     

可溶性尿激酶受体的表达、纯化和结晶

克隆尿激酶受体可溶区域(suPAR)到果蝇胚胎细胞分泌表达载体pMT/Bip/v5-his,重组质粒与pCoHygro共转染果蝇S2细胞,筛选多拷贝稳定表达细胞系suPARS2.suPAR表达蛋白经尿激酶N端片段亲和柱、ResourceQ阴离子交换柱两步纯化后,得到高纯度的、稳定的suPAR单体.纯化后的蛋白质,与其抗体ATN615及尿激酶N端片段结构域等摩尔混合,浓缩至10g/L,以透析法进行该三元复合物晶体生长,获得衍射分辨率为1.9#的蛋白质晶体.     

凝血酶激活的单链尿激酶型纤溶酶原激活剂的构建、表达、纯化和性质研究

用Ｋｕｎｋｅｌ突变法,将单链尿激酶型纤溶酶原激活剂（ｓｃｕ－ＰＡ）ｃＤＮＡ基因中编码Ｐｒｏ１５５—Ｌｙｓ１５８的片段定点突变,并将此突变的ｓｃｕ－ＰＡ（ｔｓｃｕ－ＰＡ）的ｃＤＮＡ克隆到表达载体ｐＣＭ－β－ｎｅｏ中,与ｐＣＭ－ｄｈｆｒ共转染ＣＨＯ／ＤＨＦＲ－细胞．获得的稳定表达株在无血清培养基中２４ｈ的表达量为６２０ＩＵ／１０６细胞．经锌离子螯合Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ亲和层析得到ｔｓｃｕ－ＰＡ纯品．ＳＤＳ－ＰＡＧＥ显示ｔｓｃｕ－ＰＡ分子量为５３ｋＤ左右,与预期的结果相符．ｔｓｃｕ－ＰＡ是由凝血酶激活而不是由纤溶酶激活,但激活后也能转变为双链分子（ｔｃｕ－ＰＡ）．ｔｓｃｕ－ＰＡ仍保持了ｓｃｕ－ＰＡ的血纤维蛋白亲和性．酶动力学研究表明,激活后的ｔｓｃｕ－ＰＡ水解Ｓ２４４４的Ｋｍ和Ｋｃａｔ值与高分子量尿激酶（ＨＵＫ）相似．体外溶栓实验结果表明,ｔｓｃｕ－ＰＡ可以选择性地溶解富含凝血酶的血凝块,对贫凝血酶的血凝块作用不大     

抗尿激酶单克隆抗体识别相应抗原决定簇的研究

 尿激酶是一种纤溶酶原激活剂,临床上用于治疗血栓。为了有效地用单克隆抗体亲和柱纯化尿激酶,我们对一组抗尿激酶单克隆抗体识别相应抗原决定簇的特性进行了研究。Western Blotting试验表明:S_(13)、S_(26)、N_(14)、N_(30)、N_(17-2)、N_(34)、N_(36)七个单克隆抗体主要抗54000道尔顿的高分子量尿激酶(HUK)。除N_(30)外,其余抗体还同时不同程度地抗33000道尔顿的低分子量尿激酶(LUK)。N_(30)除识别HUK外,还识别分子量为18000道尔顿的多肽链。竞争性结合试验证明:七个单克隆抗体分别抗五个不同的抗原决定簇,但它们都不抗尿激酶的活力中心。     

人微小纤溶酶原基因在甲醇营养型酵母中的表达

用ＰＣＲ方法扩增人微小纤溶酶原（Ｍｉｃｒｏｐｌａｓｍｉｎｏｇｅｎ,ｍｐｌｇ）ｃＤＮＡ,与分泌型酵母表达载体ｐＨＩＬＤ８重组,构成受醇氧化酶基因（ＡＯＸ１）的启动子与转录终止区控制的酵母表达质粒,然后转化ＧＳ１１５酵母菌,经表型筛选、ＰＣＲ扩增筛选阳性克隆,然后以甲醇诱导表达,ｍｐｌｇ分泌至培液,以酪蛋白琼脂糖平板溶圈法、发色底物法检测,ｍｐｌｇ显示出纤溶活性。     

重组瑞替普酶在毕赤酵母中的表达

【目的】瑞替普酶(重组组织纤溶酶原激活物,rt PA)被认为是第三代安全有效的溶栓剂,以p PIC9K为载体,以3种不同表型的毕赤酵母(Pichia pastoris)为宿主,探索适合rt PA分泌型表达的最佳体系。【方法】以质粒p ET28a-rt PA为模板,设计特异性引物,PCR扩增目的基因rt PA,插入分泌型表达载体p PIC9K中,获得重组表达质粒p PIC9K-rt PA。重组质粒经限制性内切酶Sal I线性化后,电击转化至3种不同表型的P.pastoris(GS115、SMD1168、KM71)中进行组成型表达;重组表达体系进行甲醇诱导表达,对产物进行Western blot鉴定,并采用纤维蛋白平板溶圈法测定其活性。【结果】重组蛋白分子量约为43 k D;rt PA-GS115和rt PA-KM71均在39 k D处有特异性条带,且前者在32 k D处有轻微降解条带,而后者并无此现象;rt PA-SMD1168无降解现象,且rt PA-SMD1168比活性较rt PA-GS115高27%;rt PA-KM71表达量和活性均为最低。【结论】从重组蛋白生物活性出发,P.pastoris SD1168可作为rt PA的最佳表达体系,在控制宿主蛋白酶活性、减少产物降解的前提下,P.pastoris GS115也是rt PA表达的优选体系。     

重组人纤溶酶原基因的酵母表达、产物纯化及鉴定

目的: 研究重组人纤溶酶原丝氨酸蛋白酶结构域（rhPLG-SP）的酵母表达、纯化及理化性质。 方法:采用7.5 L发酵罐对巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)工程菌 rhPLG-SP/GS115 进行高密度培养、甲醇诱导表达rhPLG-SP,培养液经三步纯化：超滤、Sephacryl S-100、SP-Sepharose FF,将活性组分透析后冷冻干燥。等点聚焦电泳、HPLC、质谱分别检测 rhPLG-SP等电点、纯度和分子量;纤维蛋白平板、肽底物S-2403 分别测定 rhPLG-SP激活后的纤维蛋白溶解和酰胺水解活性。结果: 7.5 L高密度发酵可获得约为400mg/L培液的表达量,经三步纯化后制备的rhPLG-SP纯度大于96%。理化分析显示 rhPLG-SP的等电点为7.5~7.8,分子量：27 877 Da,比活性：23.6U/mg。结论: 初步建立了rhPLG-SP酵母工程菌的高密度培养、表达及纯化工艺,所制备半成品活性与血浆提取的PLG相近,具备放大生产和应用的潜力。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。