蜡样芽胞杆菌M22Mn-SOD基因的分子改造及在毕赤酵母中的表达

根据毕赤酵母(Pichia pastons)密码子的偏好性,以氨基酸序列不变为原则,对源于蜡样芽胞杆菌(Bacillus cernes)M22的Mn-SOD基因进行分子改造,设计、合成了新的基因序列Mn-SOD-2.构建酵母表达载体pPICZαA/Mn-SOD-2,并整合至毕赤酵母GS115染色体.结果表明,所构建的重组体经0.5%甲醇诱导表达后,Native-PAGE检测证实有清晰单一活性条带;SDS-PAGE检测证实重组蛋白的分子量24 kD.酶活分析表明,外源蛋白的活性较改造前增加了2.2倍,且表达稳定性良好.     

蜡样芽孢杆菌M22锰超氧化物歧化酶基因在毕赤酵母中的表达

实验成功地构建了毕赤酵母（Pichia pastoris）表达质粒pPICZA—Mn—sod,质粒线性化后通过电激法导入毕赤酵母GSl15，抗生素zeocin抗性梯度筛选得到高拷贝重组菌株。PCR鉴定及Mut^＋表型分析表明，目标基因已经重组到宿主基因组染色体上；0．5％甲醇诱导表达后，SDS—PAGE结果显示，表达蛋白的相对分子量约为23kD，活性电泳出现明显活性条带；酶活性测定显示，重组菌株SOD活性比对照提高5倍左右；氯仿-乙醇（3：5／V：V）和KCN（5mmol／L）抑制反应进一步证明，所表达的SOD为锰超氧化物歧化酶C。来源于蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）M22的Mn—sod基因在毕赤酵母中得到正确表达。为研究该酶的生理功能提供了必要的物质条件。     

牛γ-干扰素在大肠杆菌与毕赤酵母中的表达及抗病毒活性比较**

用RT-PCR从经ConA刺激的荷斯坦奶牛外周血淋巴细胞总RNA中扩增了BolFN-γ基因，克隆人pGEM T-easy载体测序。再亚克隆其成熟肽基因，分别构建大肠杆菌（Escherichia coli）表达载体pET28a／BolFN-γ和毕赤酵母（Pichia pastoris）表达载体pPICZα／BolFN-γ前者存Ecoli BL21中经IPTG诱导实现了高效表达，表达蛋白占菌体总蛋白的30％，表达产物以包涵体形式存；后者存P. pastorisGS115中经甲醇诱导实现了高效分泌表达，表达产物直接分泌到培养上清中，表达量约为1．0g／L。分别在CEF／VSV和MDBK／VSV细胞系上对2种表达蛋白的抗病毒活性进行了比较，结果表明，两种重组蛋白在MDBK／VSV抗病毒活性高于在CEF／VSV上的活性，而毕赤酵母表达的蛋白抗病毒活性高于大肠杆表达蛋白，约为前者的2倍。     

美洲商陆抗病毒蛋白真核表达载体的构建及在毕赤酵母中的表达

摘要：从美洲商陆（Phytolacca americana）叶片中通过异硫氰酸胍法提取出了总RNA,经RT-PCR扩增出缺失突变型抗病毒蛋白PAP基因,将该基因克隆于分泌型真核表达载体pPIC9K,然后导入毕赤酵母(Pachia pastoris )菌株GS115细胞。在甲醇的诱导下,经过酵母高密度发酵进行PAP的表达,经SDS-PAGE分析。结果表明,在培养基上清液中含有一明显的特异性蛋白条带,大小为34 kD,经Western-blotting分析,该蛋白与法国PAP抗血清有特异性反应,体外活性检测表明该蛋白对病毒的侵染性具有高度的抑制性,表明该基因在毕赤酵母GS115中得到了表达。     

在毕赤酵母中利用口蹄疫病毒(FMDV)2A实现dTomato和串联MagaininⅡ基因的共表达

抗菌肽(antibacterial peptides)是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的多肽,是天然免疫的重要组成部分.为了提高抗菌肽的表达量以及很方便地检测抗菌肽的表达情况,本研究利用口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV) 2A将荧光蛋白dTomato基因和3个串联的MagaininⅡ基因融合到一个开放阅读框中(open reading frame,ORE),融合的基因被置于pPIC9K载体醇氧化酶基因(AOX1)启动子的下游,构建分泌型重组酵母表达载体pPIC9K-dTomato -2A-3M,将线性化的重组酵母表达载体通过电击法转入毕赤酵母(Pichia pastoris )GS115中,经G418筛选和PCR鉴定得到阳性转化子,然后将其转至摇瓶,在30℃、0.5％甲醇的条件下进行诱导表达,连续诱导3d.SDS-PAGE电泳图谱显示,在31 kD(dTomato)和9.5kD(3M)处有蛋白条带出现,在荧光显微镜下观察酵母表达上清发出红色荧光,对大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)抑菌试验结果表明,重组抗菌肽串联的MagaininⅡ具有明显的抑菌效果.结果表明,由2A连接的融合基因(荧光蛋白dTomato和串联的MagaininⅡ)在毕赤酵母中成功的进行了表达,FMDV 2A在其C端剪切多聚蛋白,得到dTomato和串联的MagaininⅡ两个独立而有活性的蛋白,为小分子抗菌肽的表达提供一个高效的检测方法.     

抗菌肽模式肽PGYa的分子设计、克隆及在毕赤酵母中的分泌表达

在α-螺旋抗菌肽序列比较和两亲性分析的基础上,提取序列模板,计算机辅助（螺旋轮法）设计出新型抗菌肽模式肽PGYa(Peptide以Gly开头,以Tyr-NH2结尾),然后选用毕赤酵母偏爱密码子,设计合成了PGYa基因（rPCR法）。所合成的基因全长为94bp,并在其N端引入kex2裂解位点,以保证表达抗菌肽具有天然N端。基因克隆入pPICZα-A质粒,构建分泌型酵母表达载体pPICZα-A-PGYa。在AOX1 (醇氧化酶)启动子调控下,PGYa蛋白获得分泌表达,其表达量达到132 mg/L。初步抑菌（E.coli DH5α）活性显示：PGYa有较好的抗菌活性。     

弹性蛋白酶基因(PAE)的克隆及在毕赤酵母中的表达

以1株产弹性蛋白酶的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)基因组DNA为模板,经PCR扩增得到的铜绿假单胞菌弹性蛋白酶(P.acruginosa elastase,PAE)基因,与GenBank中的序列对比发现同源性为99%.成功地构建了重组表达载体pPIC3.5K/PAE,莺组质粒Sac Ⅰ线性化后转化毕赤酵母(Pichia pastoris)菌株KM71中,通过PCR和表型鉴定表明,PAE基因已经整合到毕赤酵母染色体上.经大量筛选获得48株含高拷贝的重组毕赤酵母转化子.在甲醇诱导下,经过毕赤酵母高密度发酵进行PAE的表达,经SDS-PAGE分析.结果表明,在培养基上清中含有一明显特异性蛋白条带,大小为34kD.活性检测结果,酶活为1 060 U/mL,是出发菌株的26倍.     

外源蛋白在巴斯德毕赤酵母中高效分泌表达的前沿技术

巴斯德毕赤酵母表达系统是目前应用非常广泛的外源蛋白真核表达系统。外源蛋白在巴斯德毕赤酵母中的高效分泌表达有利于减少下游纯化步骤,降低生产成本,具有重大的实用意义。本文综述了生物信息学、系统生物学、高通量筛选和合成生物学等前沿技术在信号肽和代谢系统优化中的应用,为进一步提高外源蛋白在巴斯德毕赤酵母中的分泌表达提供参考。     

家蝇防御素抗菌肽Des-hf突变体的抑菌活性研究

采用PCR定点诱变技术,将家蝇防御素抗菌肽成熟肽段的基因（des-hf gene）倒数第九个氨基酸由甘氨酸（G）突变为带正电荷的精氨酸（R）,构成第一个突变体des-hf-MU1。采用同样的方法在des-hf 基因的C端加上六个带有正电荷的赖氨酸（K）,构成第二个突变体des-hf-MU2。采用毕赤酵母表达系统对上述两个突变体进行表达,抗菌特性表明表达产物对金黄色葡萄球菌有较好的抑菌活性,根据琼脂孔扩散法检测des-hf-MU1和des-hf-MU2的抑菌效价比des-hf分别提高了2.4倍和8.0倍,且在PH值为5～6时活性最高,热稳定性实验显示des-hf-MU1、des-hf-MU2 100 ℃加热10min 后仍具有抑菌活性,这些充分显示了良好的应用前景。     

草酸青霉外切葡聚糖酶基因(cbh1)克隆及其在毕赤酵母中的表达和重组外切葡聚糖酶特性分析

木霉的纤维素酶系中通常缺少β-葡萄糖苷酶,导致了终产物抑制,木霉生长速度明显没有青霉快,因此,来源于青霉的纤维素酶受到了越来越多的重视.通过热不对称交错PCR(TAIL-PCR)技术从草酸青霉(Penicillium oxalicum)M菌株中克隆得到外切葡聚糖酶基因cbh1(GenBank登录号:HQ843504).该基因全长为1 641 bp,无内含子序列,编码547个氨基酸,具有Glu236,Asp238和Glu241典型催化残基,推测属于糖基水解酶第7家族.将cbh1克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9中,构建重组表达质粒pPIC9-cbh1,电击转入毕赤酵母(Pichia pastoris )GS 115菌株.阳性重组子经测序及活性分析表明,cbh1基因成功分泌表达,表明来源于草酸青霉的外切葡聚糖酶基因首次在毕赤酵母中获得成功表达.重组酶活性分析表明,其活性可达56IU/mg,最适反应pH、温度分别为6.0和55℃,且pH和温度稳定性均较好.研究结果认为,cbh1基因的克隆丰富了纤维素酶的基因资源,其在毕赤酵母中的成功表达也为该类纤维素酶基因高效工程菌株的构建提供了基础.     

里氏木霉RUT-C30内切β-甘露聚糖酶基因在毕赤酵母中的分泌表达

摘要：以里氏木霉（Trichoderma reesei）RNA为模板，采用RT-PCR扩增的方法获得不带自身信号肽man1基因的cDNA片段。构建了重组表达载体pPIC9K-man1，重组质粒SacⅠ线性化后用PEG（聚乙二醇）法导入毕赤酵母Pichia pastoris菌株GS115中，通过PCR和表型鉴定表明man1基因已经整合到毕赤酵母染色体上。经大量筛选，获得高效分泌表达甘露聚糖酶的毕赤酵母工程菌株RMAN23。将此菌株在5L发酵罐中进行高密度发酵，测定酶活最高达470IU /mL，同时对重组甘露聚糖酶的性质进行了初步研究。     

嗜热子囊菌光孢变种cbh1基因的cDNA克隆及在毕赤酵母的高效表达

以嗜热子囊菌光孢变种(Thermoascus aurantiacus var. levisporus)总RNA为模板，通过RT-PCR克隆出外切纤维二糖水解酶基因cbh1片段，采用RACE方法获得全长cDNA克隆，其全长为1 710 bp，编码一种由457个氨基酸组成的单肽，推导的氨基酸序列中1～19位为信号肽序列，GenBank的登录号为AY840982。将该片段克隆到毕赤酵母(Pichia pastoris)分泌型表达载体pPIC9K上，获得表达重组质粒pPIC9K/cbh1，转化毕赤酵母GS115，所得重组子经PCR验证后进行诱导表达，筛选出一重组子GSp-15,经144 h诱导后，外切纤维二糖水解酶表达量为1.17 mg/mL，产酶活力为20.3 U/mL。     

以增加催化结构域的基因重构方法提高里氏木霉外切型葡聚糖酶Ⅱ的活性

分别通过增加CBHⅡ和EGⅣ催化结构域的方式对里氏木霉QM9414外切型葡聚糖酶Ⅱ进行基因重构。第一种重构方式是在CBHⅡ基因的上游增加EGⅣ的催化结构域基因，第二种重构方式是在CBHⅡ基因的下游增加其自身的催化结构域基因。通过PCR和基因重构手段获得重组质粒pPICZαA -cdE –cbh2和pPICZαA- cbh2-cdC，并在毕赤酵母GS115中表达，获得重组菌株P.pastoris PEC11和P.pastoris PCC16，在经改良的摇瓶培养条件下能表达具有较高CMCNa酶活性的融合蛋白，培养液的CMC活性分别达到3.87U/ml和7.66U/ml，其中P.pastoris PCC16表达的重构酶活性是毕赤酵母表达的单一CBHⅡ酶活性的2倍。表明采用增加结构域的方式可以有效提高纤维素酶的活性。     

草鱼leptin基因的分离鉴定及在巴斯德毕赤酵母中的表达

利用RT-PCR技术扩增出草鱼(Ctenopharyngodonidellus)的leptin基因,将leptin基因克隆至真核表达载体pPIC9K,电穿孔转化GS115菌株,经G418筛选和甲醇诱导后,对表达产物进行SDS-PAGE琼脂糖凝胶电泳和Westernblot分析。结果表明,草鱼leptin基因cDNA序列由438个核苷酸组成,编码146个氨基酸组成的多肽(GenBank登陆号AY551335),与鲤鱼(Cyprinuscarpio)leptin基因相比,核苷酸和氨基酸的同源性为99%;与人、猪和鼠相比,核苷酸同源性分别为84%、86%和95%,氯基酸的同源性分别为84%、82%和96%;与河豚(Takifugurubripes)相比,氨基酸具有较大的差异,仅有9%的同源性,表明leptin在物种的进化上具有一定的差异;实现了草鱼leptin基因在毕赤酵母(Pichiapastoris)中的表达,表达蛋白的分子量约为16kD,Westernblot分析表明,表达产物具有一定的免疫学活性。     

里氏木霉木聚糖酶基因Ⅱ在毕赤酵母中的分泌表达及其酶学性质研究

利用RT-PCR技术从高产木聚糖酶菌株T. reesei Rut C-30中成功扩增出其主要木聚糖酶基因XynⅡ,经序列分析证实,在该菌株诱变选育过程中其成熟肽序列有两处碱基发生突变;将不带原基因信号肽的XynⅡ克隆到毕赤酵母高效表达载体pPICZαA上,线性化后经电击转化到毕赤酵母中,经Zeocin及PCR筛选后得到的转化子用1%甲醇诱导。SDS-PAGE证实,重组子实现了分泌表达,且发酵上清中几无杂蛋白;对该重组酶酶学性质分析表明,该酶最适反应温度为60℃,最适反应pH值为6.0,该酶热稳定性较好,在50℃下保温30 min仍能保留其95%以上活性。     

拟南芥Alpha-dioxygenase2(AtDOX2)在毕赤酵母中的表达、纯化及活性鉴定

为了获得具有生物活性的拟南芥(Arabidopsis thaliana)alpha-dioxygenase2(AtDOX2),将其对应基因AtDOX2编码区克隆到酵母表达载体pPIC9k中,获得重组表达载体pPIC9k-AtDOX2,将线性化的重组载体电击转化入毕赤酵母(Pichia pastoris)表达菌株GS115,经G418筛选、PCR鉴定和甲醇诱导时间优化,获得重组AtDOX2的高效表达菌株GS115/pPIC9k-AtDOX2。SDS-PAGE分析结果显示,0.5%甲醇诱导96h重组蛋白表达量最高,其表达量占胞外总蛋白的15%。重组AtDOX2的表观分子量约为70kD,经Ni-NTA柱亲和层析可获得纯度大于80%的重组蛋白。2,2′-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS)法测定结果表明重组蛋白具有过氧化物酶活性,且其活性受Ca2+和Mg2+激活,受EDTA、咪唑和Mn2+抑制;2,4-二硝基苯肼(2,4-DNP)法测定结果显示,重组AtDOX2具有双加氧酶活性,Ca2+对其双加氧酶活性也有激活作用。结果说明利用酵母表达系统获得...     

抗速灭威单链抗体基因在巴斯德毕赤酵母中的表达及性质研究

选用巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）系统表达特异性抗速灭威单链抗体（scFv）基因,以为速灭威特异性抗体的大量制备奠定基础。设计引物扩增阳性克隆scFv基因,亚克隆至表达载体pPICZαC,获得重组酵母表达质粒pPICZαC-scFv,线性化pPICZαC-scFv并高效电转P.pastoris（X-33）,对转化子进行抗性梯度筛选得到一株高效表达的X-33-Pp-SMW-12-6菌株。对获得的菌株先后进行表达条件的优化、优化条件下的诱导表达及单链抗体性质研究。结果表明：P.pastoris-scFv的质量接近其亲本E.coli-scFv的质量,X-33-Pp-SMW12-6在优化条件下的表达产量达28mg/L,比未优化前的产量提高了约8mg/L,经纯化后抗体纯度可达85%以上。因此,利用P.pastoris表达系统制备抗速灭威单链抗体比细菌表达系统更有效、更经济。     

内切葡聚糖酶基因在毕赤酵母中高效表达及表达条件研究

根据枯草芽孢杆菌内切葡聚糖酶基因序列设计引物,采用PCR扩增到获得去除信号肽后约1.4Kb的内切葡聚糖酶表达片段。以此片段成功构建了pPIC-End载体,并转化至巴斯德毕赤酵母GS115。经过MD、MM平板筛选和酶活性测定,获得了高效表达的转化子GS115-pPIC-EndⅠ、GS115-pPIC-EndⅦ、GS115-pPIC-EndⅧ。在摇瓶培养条件下,对酵母工程菌表达条件进行了优化研究：在pH4-8条件下均能稳定表达,诱导起始OD600=5表达水平最高,甲醇诱导最佳浓度为0.5%-1%,加大培养通气量对表达有显著的促进作用。三种工程菌在优化条件后诱导培养,酶活性可达860.7U、760.3U、786.2U,分别为原始菌株酶活（63.78U）的13.5倍、11.9倍和12.3倍。SDS-PAGE分析表明表达产物分子量约为79.82KDa,热稳定性分析表明该酶在65℃保温30min可保持最高酶活的80%以上。