工程菌产植酸酶摇瓶发酵条件初探

本实验根据毕赤酵母工程菌的特点,在摇瓶中对重组毕赤酵母工程菌株PP-MS-NPm-4-16的发酵条件进行初步研究。确定了60%麦芽-麸皮培养基,40%的蚕蛹培养和190mg/L的酵母营养盐作为高密度发酵的基础培养基,生长阶段和诱导阶段最佳pH分别为5.0和5.5。通过正交实验得到工程菌的最佳摇瓶培养条件为:接种量4%,甲醇浓度40g/L,生长阶段豆油浓度1.3%,诱导阶段豆油浓度3.5%,植酸酶酶活最高可达到192400U/mL。     

β-1,3-1,4葡聚糖酶基因双拷贝工程菌株的构建与发酵研究

本试验旨在研究β-1,3-1,4葡聚糖酶双拷贝基因毕赤酵母工程菌株的构建及发酵。首先,通过对质粒pGAP-glu-opt进行PCR扩增获得密码子优化的β-1,3-1,4葡聚糖酶基因glu-opt,用EcoR I和Not I双酶切后与毕赤酵母表达载体pPIC9K连接,获得重组质粒p9K-glu-opt。该重组质粒经Sac I线性化后转化毕赤酵母GS115菌株,利用不含组氨酸的MDS平板和摇瓶培养,筛选重组菌株,命名为GS115/9K-glu-opt。制备GS115/9K-glu-opt感受态细胞,再用线性化的重组质粒pPIC-glu-opt二次转化,在含有抗生素Zeocin的YPDS平板上筛选glu-opt基因双拷贝重组菌株GS115/2xglu-opt。双拷贝重组菌在10 L发酵罐中进行高密度发酵培养及甲醇诱导表达,β-1,3-1,4葡聚糖酶最高酶活达到21 600 U/mL,约为单拷贝工程菌株X33/pPIC-glu-opt发酵活力的1.44倍;蛋白表达量达8.4 g/L,约为X33/pPIC-glu-opt的1.68倍。     

甲醇诱导毕赤酵母KM71高效表达目的蛋白的发酵工艺关键点研究

对甲醇诱导毕赤酵母KM71高效表达目的蛋白的发酵工艺关键点进行研究,用ELISA检测目的蛋白的表达量,在42 L发酵罐中对毕赤酵母KM71进行诱导表达,考察甘油流加阶段后期甘油流加速率对菌体比生长速率、甲醇诱导阶段发酵液的p H及目的蛋白表达量的影响。结果得出在甘油流加阶段后期甘油的消耗速率和菌体比生长速率间存在一定的正相关性,将甘油消耗速率控制在18~25g/(L·h)时,有利于甲醇诱导阶段发酵液p H的下降,缩短发酵周期,提高目的蛋白的表达量。这表明在甘油流加阶段,需要控制菌体比生长速率在适当的水平以获得高密度菌体,并有利于目的蛋白的表达。     

鸡白介素18成熟蛋白的发酵工艺及其对新城疫疫苗的免疫增强作用

为探讨重组鸡白介素18（mChIL-18）毕赤酵母工程菌在5L发酵罐中大规模发酵的工艺及其对新城疫疫苗的免疫增强作用,复苏工程菌GS115/pPIC9K-mChIL-18于YPD培养基,在其D600值达到5.2左右时转入发酵罐中,采用分批补料方式对毕赤酵母工程菌进行高密度发酵。控制和优化各种发酵条件,经历84h结束发酵。将发酵液离心,用6×His镍柱对上清中的表达产物进行纯化,并将纯化后的mChIL-18用脂质体包被后和新城疫疫苗一起对鸡群免疫。结果显示,毕赤酵母工程菌在5L发酵罐采用甲醇诱导补料批式发酵,在pH5.5,溶氧值20%～30%,温度28℃,诱导72h,mChIL-18的表达产量为560mg/L,发酵上清经纯化后纯度可达70%以上;用0.2mL的mChIL-18脂质体能够显著增强机体的免疫力,其中HI抗体效价和淋巴细胞亚群CD4＋、CD8＋含量均显著高于对照组。这表明mChIL-18毕赤酵母工程菌在5L发酵罐高密度发酵成功,并能显著增强新城疫疫苗的免疫效果,为IL-18在生产实践得到更好的应用奠定了基础。     

巴斯德毕赤酵母表达系统及其在饲料添加剂开发上的应用前景

经过近15年来的不断开发和完善,巴斯德毕赤酵母已经成为目前最成功的酵母表达系统之一。由于该酵母具有高水平表达的潜力和能进行高密度发酵,它的大规模发酵可用于生产多种新的蛋白。一些生长激素、酶、抗菌肽在毕赤酵母中的成功表达展示了该表达系统在饲料添加剂开发上的广阔应用前景。     

菌丝霉素NZ2114基因在毕赤酵母中表达及中试发酵研究

构建表达菌丝霉素NZ2114蛋白的真核重组表达质粒p Pic Zα-NZ2114,并转化毕赤酵母菌GS115,Zeocin抗性筛选阳性重组子,通过PCR鉴定、Tricine-SDS-PAGE分析和琼脂孔穴扩散法筛选获得菌丝霉素NZ2114组成型表达菌株,并采用p H-溶氧监控策略进行工程菌毕赤酵母菌GS-115/p Pic Zα-NZ2114的50 L中试发酵研究。结果表明,本实验成功实现了菌丝霉素NZ2114基因在毕赤酵母GS115中的组成型表达p Pic Zα-NZ2114,Tricine-SDS-PAGE分析显示,在4.4 k Da处有明显的目的条带,工程菌经50 L发酵罐诱导培养96 h后取上清,对金黄色葡萄球菌CMCC26003有明显的抑制作用。菌丝霉素NZ2114基因在毕赤酵母中表达的方法在本研究中成功应用,中试研究为以后的规模化生产和应用奠定了基础。     

毕赤酵母基因工程菌高密度发酵及其应用研究

构建重组毕赤酵母基因工程菌表达外源目的产物是获取新生物制品的有效途径,高密度发酵是实现这些产品规模化、低成本生产的关键技术。文章对影响毕赤酵母基因工程菌高密度发酵的因素和调控措施(如基因工程菌、培养基、生长阶段菌体密度及比生长速率),以及发酵过程中参数调控和毕赤酵母基因工程菌高密度发酵的应用等进行了综述,并提出该体系存在的问题。     

噬菌体裂解酶Lysep3的毕赤酵母重组表达和活性分析

试验以突破噬菌体裂解酶Lysep3应用瓶颈为切入点,采用酵母表达系统对其进行重组表达以期降低生产成本,同时初步探究其体外抗菌活性和安全性,以期为临床试验提供数据参考。根据毕赤酵母密码子偏爱性优化并合成Lysep3基因,将其连接至表达载体pPICZαA。经菌落PCR和测序验证后,将线性化重组载体pPICZαA-Lysep3电转化巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris X-33。重组酵母转化子经菌落PCR和摇瓶水平甲醇诱导重组蛋白初筛后,在5 L发酵罐中高密度发酵,发酵上清液经His-trap HPGE纯化柱纯化。通过抑菌试验和浊度试验进行rLysep3的抑菌活性分析,通过测定rLysep3对巨噬细胞RAW264.7细胞毒性和小鼠血红细胞溶血性进行rLysep3的安全性分析。结果显示,重组菌在5 L发酵罐中甲醇诱导120 h后Lysep3的表达量达749.2 mg/L。抑菌活性分析发现,rLysep3对肠炎沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、猪葡萄球菌及无乳链球菌均具有抑菌活性,且rLysep3可与EDTA联合作用使肠炎沙门氏菌菌落数下降1.6～1.7个数量级。此外,细胞毒性试验发现,rLysep3在1 024μg/mL浓度下细胞存活率仍可达78.75%;溶血性分析显示,1 024μg/mL浓度下溶血率仅为1.58%。上述结果证明,通过毕赤酵母表达系统实现了Lysep3的重组表达,rLysep3具有体外抑菌活性,且具低细胞毒性和低溶血性。从抗菌活性、产业化制备及安全性等方面初步显示出rLysep3具有开发为临床治疗禽肠炎沙门氏菌感染的新型抗菌药物的潜力。     

J亚群禽白血病病毒gp85基因在毕赤酵母中的分泌表达

为获得J亚群禽白血病病毒gp85蛋白,将gp85基因克隆至毕赤酵母表达载体pPIC9K,构建了pPIC9K-gp85表达载体。将鉴定正确的表达载体经Sal Ⅰ酶切线性化后电转化毕赤酵母宿主菌GS115,经MD及G418抗性平板筛选后挑取阳性克隆进行PCR鉴定,获得重组酵母菌株GS115/pPIC9K-gp85。对阳性重组菌进行诱导表达,表达产物经SDS-PAGE、Western blotting和Dot-ELISA分析,结果表明,gp85基因在毕赤酵母中获得分泌表达,表达产物与J亚群禽白血病病毒多克隆抗体有良好的反应活性,分泌表达量达40 mg/L。本研究为J亚群禽白血病病毒诊断方法的建立及gp85蛋白的深入研究奠定了基础。     

噬菌体裂解酶Lysep3的毕赤酵母重组表达和活性分析

试验以突破噬菌体裂解酶Lysep3应用瓶颈为切入点,采用酵母表达系统对其进行重组表达以期降低生产成本,同时初步探究其体外抗菌活性和安全性,以期为临床试验提供数据参考。根据毕赤酵母密码子偏爱性优化并合成Lysep3基因,将其连接至表达载体pPICZαA。经菌落PCR和测序验证后,将线性化重组载体pPICZαA-Lysep3电转化巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris X-33。重组酵母转化子经菌落PCR和摇瓶水平甲醇诱导重组蛋白初筛后,在5 L发酵罐中高密度发酵,发酵上清液经His-trap HPGE纯化柱纯化。通过抑菌试验和浊度试验进行rLysep3的抑菌活性分析,通过测定rLysep3对巨噬细胞RAW264.7细胞毒性和小鼠血红细胞溶血性进行rLysep3的安全性分析。结果显示,重组菌在5 L发酵罐中甲醇诱导120 h后Lysep3的表达量达749.2 mg/L。抑菌活性分析发现,rLysep3对肠炎沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、猪葡萄球菌及无乳链球菌均具有抑菌活性,且rLysep3可与EDTA联合作用使肠炎沙门氏菌菌落数下降1.6~1.7个数量级。此外,细胞毒性试验发现,rLysep3在1 024 μg/mL浓度下细胞存活率仍可达78.75%;溶血性分析显示,1 024 μg/mL浓度下溶血率仅为1.58%。上述结果证明,通过毕赤酵母表达系统实现了Lysep3的重组表达,rLysep3具有体外抑菌活性,且具低细胞毒性和低溶血性。从抗菌活性、产业化制备及安全性等方面初步显示出rLysep3具有开发为临床治疗禽肠炎沙门氏菌感染的新型抗菌药物的潜力。     

禽网状内皮组织增生病病毒env蛋白在毕赤酵母中的表达及其免疫原性研究

为评价禽网状内皮组织增生病病毒(REV) env蛋白的免疫原性,本研究将env基因克隆至毕赤酵母表达载体pAO815,构建了含有两个env表达盒(已突变env基因中BglⅡ和Bam HⅠ酶切位点)的重组表达质粒pAO815-2env,并电转至毕赤酵母宿主菌GS115,构建重组酵母菌株pAO815-2env/GS115,经发酵培养得到的env蛋白(蛋白含量达到4.8 g/L)经亲和层析纯化后免疫SPF鸡,利用ELISA试剂盒和中和试验检测血清中的REV抗体。结果显示,重组酵母菌株表达的env蛋白,不仅能够诱导SPF鸡产生抗REV抗体,还能诱导其产生中和抗体,且产生的中和抗体效价较高,具有良好的免疫原性。本研究为开展禽网状内皮组织增生病亚单位疫苗的研制提供了实验依据。     

应用发酵罐高密度生产日本血吸虫重组蛋白Sj28GST工艺的研究

为了大量表达日本血吸虫重组蛋白Sj28GST,本文采用葡萄糖作为碳源,在不同的培养温度、种子液接种量、IPTG浓度、IPTG诱导时间等培养条件下进行高密度发酵表达日本血吸虫重组蛋白Sj28GST,分别用Bradford法和比浊法分析重组蛋白Sj28GST的浓度和重组大肠杆菌的密度.优化应用发酵罐高密度发酵表达日本血吸虫重组蛋白Sj28GST的培养温度、种子液接种量、IPTG浓度、IPTG诱导时机等培养条件.研究结果表明,在培养温度37℃、种子液接种量7%、溶解氧浓度保持20%以上、pH 7.2左右、用0.7mmol/L IPTG在重组大肠杆菌TB1开始培养后5 h进行诱导,细菌密度明显提高,获得的重组蛋白Sj28GST的表达产量最高,为74.32 mg/L发酵液,菌体密度达到13 OD左右.     

毕赤酵母表达系统应用于抗菌肽表达的研究进展

抗菌肽是一类具有生物体固有免疫反应的小分子多肽,其在毕赤酵母表达系统中的研究已经非常广泛,成果显著。文章以如何获得高水平表达及高产量分泌蛋白为目的,分析了抗菌肽自身及毕赤酵母表达系统双方面的影响。从启动子、密码子、载体、宿主、发酵条件等方面综合论述,并对抗菌肽及毕赤酵母表达系统的发展前景进行了探讨。     

猪传染性胃肠炎病毒S基因B和C抗原位点片段在多表达系统中的表达及初步应用

本研究分别用巴斯德毕赤酵母、杆状病毒和大肠杆菌表达系统中表达的猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)TH-98株纤突蛋白(S)基因5'端含有B和C抗原位点的片段,利用Dot-ELISA方法对表达蛋白进行了抗原性比较分析,初步建立了以巴斯德毕赤酵母系统表达的重组蛋白为包被抗原的TGEV Dot-ELISA检测方法。结果表明:两种真核系统中表达的重组蛋白的抗原性相对更强。抗原最佳包被量为50 ng,抗体稀释度1∶100,最适封闭液为10 mg/L牛血清白蛋白,血清反应时间为60 min;酶标二抗的工作浓度为1∶1 000,反应时间为30 min,底物在室温显色时间为5 min。本研究建立的Dot-ELISA方法对猪呼吸道冠状病毒、猪轮状病毒、猪瘟病毒和猪流行性腹泻病毒阳性血清的检测结果均为阴性,特异性良好。与Svanova TGEV/PRCV抗体诊断试剂盒比较,此方法的特异性和符合率分别为90%和87%。     

猪圆环病毒2型Cap蛋白毕赤酵母分泌表达及发酵条件优化

为实现猪圆环病毒2型(PCV2)Cap蛋白在酵母中的高效表达,本研究将去除信号肽并经序列优化后的PCV2 ORF2片段插入pPICZαA表达载体,将重组表达质粒克隆转化巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)X33感受态细胞中,应用Zeocin抗性和PCR法对转化子进行初步筛选和表型鉴定,利用"双膜法"筛选出PCV2 Cap表达量相对较高的酵母。采用正交试验对优选的酵母进行发酵试验,分析培养基pH、甲醇诱导时间、甲醇诱导浓度和诱导时酵母浓度对PCV2重组Cap蛋白(rCap)分泌表达的影响。结果显示酵母分泌表达PCV2 rCap的优化条件为:培养基pH为5.0,发酵液OD600nm至1.0,加入终浓度1.0%甲醇诱导96 h。优化后的PCV2 rCap分泌量可达207.58μg/m L。中和试验结果显示,发酵产物PCV2 rCap免疫小鼠产生的抗体可有效中和PCV2。本研究为利用酵母表达PCV2 Cap进行疫苗研制奠定了基础。     

重组鸡γ干扰素的高密度发酵生产及对肉鸡巨嗜细胞活性影响

研究了培养条件和诱导条件等对工程菌CH1的最终菌体量和表达量的影响,确立最优的高密度发酵条件,还探讨了不同补料流加方式对菌体生长的影响.结果表明,DO-stat流加方式具有显著增加菌体量的作用,发酵液最终菌体密度D600达25.31,湿菌体53.4 g/L,蛋白表达量也达到32.3%,实现了ChIFN-γ的高密度发酵和高表达.初步纯化的鸡γ干扰素以500 U/只的剂量对双A肉鸡口服给药,可以提高机体的巨嗜细胞吞噬活性(P<0.05).本试验为鸡γ干扰素的工业化生产和临床应用提供了依据.     

响应面法优化鸡α干扰素工程菌发酵培养基

本研究采用单因素试验和响应面法相结合的方式优化毕赤酵母重组菌的发酵培养基,以提高毕赤酵母发酵液的生物量。首先,通过单因素试验确定最优碳、氮源分别为甘油和NH4H2PO4;然后,采用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken响应面分析并结合Design Expert统计分析软件构建响应方程。利用该方程预测得到最佳培养基配方:甘油46g/L,NH4H2PO414g/L,K2SO418g/L,MgSO415g/L,CaSO41.0g/L,KH2PO45g/L,KOH1.5g/L,初始pH6.96,PTM1盐4.4mL/L。此条件下毕赤酵母发酵后湿重具有最高值为175.54g/L,生物量比优化前提高了50%,并且培养基成本低廉,成分简单,方便调控,适合大规模发酵生产。     

犬细小病毒结构蛋白VP2基因的克隆和在毕赤酵母中表达

表达犬细小病毒VP2蛋白（CPV—VP2）,用于重组蛋白免疫小鼠制备单克隆抗体,并为犬细小病毒病的诊断奠定基础。采用PCR方法对CPVVP2基因进行扩增,将CPVVP2基因克隆到毕赤酵母分泌表达载体pPICZAA中,构建真核重组表达载体pPICZAA-VP2,将该重组质粒线性化后,转化巴斯德毕赤酵母（Pichiapastoris）X-33中,甲醇诱导表达CPVVP2,SDs_PAGE和Westernblotting鉴定表达蛋白。结果,成功扩增了CPV—VP2基因,构建了真核重组表达载体pPICZAA—VP2,在毕赤酵母菌中表达出约68000蛋白。Western—blotting鉴定表明,表达蛋白为目的蛋白VP2。表达菌株扩大表达体系于培养基中培养,上清液用70％过硫酸铵4℃沉淀浓缩,采用His选择镍-亲和层析柱分离纯化获得重组的酵母表达的带组氨酸标签的VP2蛋白,表达量约3mg／L。结果表明,在毕赤酵母中成功地表达了CPV—VP2蛋白,且能被犬细小病毒VP2单克隆抗体特异识别。     

鸡源志贺氏菌IpaC基因新型表达载体构建及其在毕赤酵母中的表达

为使鸡源志贺氏菌IpaC蛋白保持天然的生物学活性,在毕赤酵母表达系统中实现分泌表达,进一步研究IpaC蛋白的生物学功能,本研究在不改变IpaC蛋白氨基酸序列的情况下,根据酵母密码子偏爱性优化合成IpaC#基因,利用真核表达载体p GAPZA和8种真核信号肽,分别构建真核表达载体pGAPZA-Inu/Inv/Kil/Lys/Mat/Amy/Glu/Ser-IpaC#,然后将线性化的重组质粒电转化至毕赤酵母X-33中,对阳性转化子进行表达,并用SDS-PAGE及Western-blot检测其表达产物。结果表明:在8种重组菌表达产物的菌体沉淀中检测到大小约为60 ku的目的蛋白。说明鸡源志贺氏菌IpaC基因成功实现了在毕赤酵母的胞内表达。     

犬IFN-α优化基因的真核表达及抗病毒活性的研究

本研究根据酵母系统密码子的偏嗜性,对成熟蛋白基因核苷酸序列进行密码子偏嗜性改造,利用毕赤酵母分泌型表达载体pPICZαC来表达犬IFN-α成熟蛋白基因。并采用非洲绿猴肾细胞(Vero) -水疱性口炎病毒(VSV)系统以细胞病变抑制法为基础来测定重组犬α干扰素的效价,同样方法测定了表达产物对PRV和CDV的抑制作用。本试验实现了犬α干扰素在酵母中的高表达,表达量高达58 mg/L,SDS-PAGE检测大小约为24 ku,比预测分子质量大,推测发生了糖基化。表达产物具有较强的种属特异性,在Vero细胞上对PRV具有较高的抗病毒活性,达到了3.6×10⁷ U/L,对CDV也有很好的抑制作用。本研究为犬IFN-α以后的临床应用研究奠定基础。