抗菌肽酵母表达系统的研究进展

抗菌肽是生物体内一类具生物活性的小分子多肽,由于从天然资源中提取成本高,得率低且化学合成价格昂贵,利用基因工程技术生产抗菌肽具有重要意义.酵母表达系统具有表达量高,利于产物分离纯化等优点,利用酵母表达抗菌肽具有很好的前景.本文综述了毕赤酵母表达系统表达抗菌肽的最新进展.     

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。     

猪源抗菌肽PBD-1在毕赤酵母中的表达及鉴定

本试验旨在实现猪β防御素1 (poricine-β-defensin 1,PBD-1)在毕赤酵母中的表达,获得有抗菌活性的抗菌肽PBD-1。根据PBD-1的氨基酸序列和酵母密码子偏好性,设计优化其核苷酸序列,利用SOE-PCR技术获得PBD-1基因序列,克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,构建重组质粒pPIC9K-PBD-1,经SacⅠ线性化后转入毕赤酵母SMD1168中。PCR筛选得到阳性酵母表达菌株,经甲醇诱导后得到分子质量约4.5 ku的抗菌肽PBD-1。抗菌特性研究结果表明,表达产物抗菌肽PBD-1对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及枯草芽孢杆菌均有较好的抑制效果。     

锯缘青蟹Scygonadin抗菌肽的毕赤酵母表达及其产物抑菌活性分析

Scygonadin抗菌肽是一类阴离子抗菌肽,从锯缘青蟹体内分离得到,对溶壁微球菌和嗜水气单胞菌具有较好的抑制作用。研究从锯缘青蟹c DNA文库中找出Scygonadin抗菌肽的成熟核苷酸序列和对应的氨基酸序列,并根据毕赤酵母的偏好密码子进行密码子优化,优化后的密码子经人工合成后连接到毕赤酵母表达载体p PCIZαA上,构建锯缘青蟹Scygonadin抗菌肽的真核表达载体,然后经电击转化至毕赤酵母X-33中。表达产物经镍柱纯化后进行SDS-PAGE电泳。结果表明,锯缘青蟹Scygonadin抗菌肽在毕赤酵母X-33中获得表达,且测序结果显示与最初设计的氨基酸序列一致;体外抑菌试验表明:纯化的重组多肽具有抑制溶壁微球菌及嗜水气单胞菌的作用,而且还可抑制金黄色葡萄球菌等多种革兰阳性菌,但其对革兰阴性菌的抑制作用相对较弱。     

新型欧洲鳗鲡抗菌肽elecilin在毕赤酵母中的表达

前期采用差减杂交的方法筛选到新型欧洲鳗鲡抗菌肽elecilin,其基因全长为477 bp,编码159个氨基酸,理论分子量约17.4 kDa。为了获得具活性的大量表达的抗菌肽,本研究利用毕赤酵母表达了elecilin。首先将elecilin基因克隆至酵母分泌表达载体pPICZaA,构建了重组分泌表达质粒pPICZaA-elecilin,电击转化毕赤酵母X-33。经Zeocin筛选和PCR鉴定,获得重组酵母菌,通过甲醇诱导,SDS-PAGE和Western blot鉴定,证实诱导后的培养基中存在与预期分子量大小相一致的蛋白,能被His-tag单克隆抗体识别,表明利用酵母成功表达了欧洲鳗鲡抗菌肽elecilin。这为进一步研究该抗菌肽的功能及作为饲料添加剂的应用奠定了基础。     

环状抗菌肽cyclopsychotride在毕赤酵母X-33中的表达及其活性鉴定

为提高重组外源蛋白在毕赤酵母中的高效表达,试验采用毕赤酵母(Pichia pastoris)偏嗜性密码子改变抗菌肽cyclopsychotride的碱基序列,通过SOEing法合成后连接到pPICZα-C质粒上,从而获得分泌型重组酵母表达载体pPICZα-C-cyclopsychotride,再通过限制性内切酶BlnⅠ线性化,经电穿孔法转入毕赤酵母细胞X-33中。结果表明:经PCR检测后及Zeocin抗性筛选,获得高拷贝转化子;通过琼脂孔穴扩散法检测,酵母表达上清液对革兰阳性菌和革兰阴性菌有抑菌活性;抗菌肽cy-clopsychotride经沸水、酸碱及胃蛋白酶处理后仍具有抗菌活性。     

抗菌肽Eumenitin序列修饰后的毕赤酵母重组表达载体构建

为了构建高效低毒的新型抗菌肽,将抗菌肽Eumenitin及其序列修饰后获得4条新型短肽的毕赤酵母真核表达载体,采用生物信息学方法对Eumenitin及其衍生肽的理化参数进行预测,基因序列经毕赤酵母密码子优化后,克隆至pMD19T-simple载体上,鉴定后连接至毕赤酵母表达载体pGAPZαA上,构建的重组表达质粒经Avr Ⅱ线性化后,电转化至毕赤酵母GS115感受态细胞中,涂布于YPDSZ平板上,进行表型筛选和高拷子筛选,并对5条短肽的溶血率进行测定。结果显示:Eumenitin及其衍生肽均为较稳定的疏水性多肽,空间结构以α螺旋为主,且序列中不含有信号肽。经PCR、双酶切鉴定和核苷酸序列测定,成功构建了5条短肽的毕赤酵母重组表达载体,经设计改造后的抗菌肽溶血性均较低。本研究结果为后续进行重组蛋白的表达以及抑菌活性研究奠定了基础,以期获得抗菌活性强、溶血性低、高表达的新型抗菌肽。     

东北林蛙皮肤抗菌肽基因在毕赤酵母中表达条件的优化

目的:确定毕赤酵母表达东北林蛙皮肤抗菌肽dybowskin-1ST基因的最佳诱导表达条件。方法:本研究将PCR合成的dybowskin-1ST基因克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,构建pPIC9K-dybowskin-1ST诱导型表达载体。表达载体经线性化后转化巴斯德毕赤酵母GS115,应用BMMY培养基诱导表达。采用单一变量法及正交试验法,对甲醇诱导的浓度、时间和温度进行了优化,通过SDS-PAGE电泳分析和体外抑菌试验检测目的肽表达丰度。结果:最佳诱导条件:甲醇终浓度为0.5%、诱导时间为72 h、诱导温度为28℃,在此条件下表达产物SDS-PAGE电泳条带灰度值为117,抑菌环直径为28.16mm,可为规模化的抗菌肽表达提供参考数据。     

中国林蛙抗菌肽基因在毕赤酵母中的表达及其活性检测

将中国林蛙皮肤抗菌肽基因(RC)克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K上,使之准确融合于а交配因子分泌信号,然后通过电击转化毕赤酵母宿主菌GS115/His-,构建pPIC9K/RC。将筛选出的高效表达的重组转化子用甲醇作诱导剂进行小瓶发酵,28～30℃诱导后,经Tricine SDS-PAGE检测,表达产物在а信号因子引导下分泌到培养基中。分泌到培养基中的表达产物能够抑杀细菌和抑制肿瘤细胞生长。对酵母重组子用酵母染色体DNA的通用引物和目的片段的引物进行PCR扩增。结果表明,中国林蛙皮肤抗菌肽基因能以单拷贝整合到毕赤酵母染色体基因组中并形成转录产物。     

环状抗菌肽cyclopsychotride在毕赤酵母X -33中的表达及其活性鉴定

为提高重组外源蛋白在毕赤酵母中的高效表达,试验采用毕赤酵母(Pichia pastoris)偏嗜性密码子改变抗菌肽cyclopsychotride的碱基序列,通过SOEing法合成后连接到pPICZα -C质粒上,从而获得分泌型重组酵母表达载体pPICZα -C- cyclopsychotride,再通过限制性内切酶B...     

抗菌肽基因工程表达技术研究进展

抗菌肽是生物体用来抵御外来病原体入侵而产生的具有抗菌作用的一类小分子蛋白质,是很多生物先天非特异性防御系统的重要组成部分,具有抗生素无可比拟的优点,是当前最为理想的抗生素替代品。实践表明,基因工程抗菌肽表达技术是大量获得抗菌肽最为经济、科学的有效途径。抗菌肽的表达目前主要以大肠杆菌和酵母表达系统为主,针对近年来抗菌肽开发的策略和实践,作者对大肠杆菌表达系统和酵母表达系统进行了简要综述,以期为抗菌肽的应用和推广提供参考。     

抗菌肽LL-37在毕赤酵母SMD1168中的高效表达及活性鉴定

为获得高效表达的抗菌肽LL-37,根据人源抗菌肽LL-37的氨基酸序列,选择毕赤酵母(Pichia pastoris)密码子的偏嗜性,通过SOEing法改造合成LL-37基因片段,克隆到pGAPZαA质粒中,获得分泌型重组酵母表达载体pGAPZαA-LL-37。pGAPZαA-LL-37通过限制性内切酶AvrII酶切线性化后,经电穿孔法转入毕赤酵母细胞SMD1168。经Zeocin抗性筛选,得到高拷贝转化子,PCR检测表明LL-37基因与毕赤酵母染色体稳定结合。在GAP启动子调控下,LL-37蛋白获得分泌表达,其上清表达量约为237mg/L。表达产物耐热性强,在100℃条件下30min内仍保持一定的抗菌活性。表达产物对大肠杆菌DH5α、大肠杆菌D31和猪链球菌的最小抑菌浓度(MIC)分别为1.56μg/mL、3.12μg/mL和6.25μg/mL。     

猪β-防御素1在毕赤酵母中的串联表达

猪β-防御素1(pBD1)是在猪体内广泛分布的一种抗菌肽,在猪的先天免疫系统中发挥重要的作用。本试验为实现pBD1在巴斯德毕赤酵母中的高效表达,根据pBD1基因的成熟肽序列和巴斯德毕赤酵母密码子的偏好性,设计合成pBD1三倍串联体(3pBD1)基因序列,将合成的目的基因克隆到表达载体pHLI-S1中,构建重组表达载体pHLI-S1-3pBD1,线性化后的pHLI-S1-3pBD1电转化至毕赤酵母宿主菌GS115,PCR鉴定阳性转化子,MM平板和MD平板鉴定Mut表型。将鉴定为阳性的Mut~+型重组酵母菌株进行甲醇诱导表达,SDS-PAGE分析表达上清液。结果显示,获得的重组酵母菌株为Mut~+表型,经甲醇诱导表达后,表达上清液中含有分子量为22 kDa的目的蛋白。结果表明,获得了能够表达3pBD1的重组巴斯德毕赤酵母。     

蝉抗菌肽基因密码子优化及其毕赤酵母表达载体构建

根据毕赤酵母（Pichia pastoris）密码子的偏嗜性,通过SOEing法合成改造后的抗菌肽Cryptonin基因片段。基因克隆到pGAPZα-A质粒中,获得分泌型重组酵母表达载体pGAPZα-A-Cryptonin。经酶切分析、PCR和测序鉴定证明载体构建成功。表达载体的正确构建为Cryptonin的高效表达和生物学活性研究奠定基础。     

潮霉素抗性基因筛选标记质粒的构建及LL37的表达

为了实现以潮霉素磷酸转移酶基因(hpt)为选择标记的质粒在毕赤酵母中高效表达抗菌肽LL37,在pGAPZαA质粒的基础上,通过EcoRⅤ、BamHⅠ双酶切将Zeocin抗性基因替换成潮霉素磷酸转移酶基因,获得的表达质粒命名为pGAPHαA。根据LL37氨基酸序列,通过毕赤酵母密码子偏嗜性改造,合成的LL37基因片段克隆到pGAPHαA质粒中,获得重组分泌型表达质粒pGAPHαA-LL37,线性化后电击转化毕赤酵母SMD1168,经潮霉素B筛选阳性转化子。72 h表达上清LL37蛋白含量约为167 μg /mL,表达产物耐热性好,对大肠杆菌DH5α、猪链球菌最小抑菌浓度分别为2.94、7.06 μg/mL。     

猪蛔虫抗菌肽Cecropin P2 基因的真核表达及表达产物的抗菌活性研究

为获得猪蛔虫抗菌肽Cecropin P2基因并研究其抗菌功能,根据CecropinP2成熟肽的编码基因,人工合成3条寡聚核苷酸片段,经PCR获取Cecropin P2基因序列,成功构建了重组表达质粒pPIC9 K-Cecropin P2-His6并转化毕赤酵母GS115感受态细胞。转化子经MD、MM以及G418筛选,1%甲醇诱导表达,利用Tris tricine-SDS-PAGE对表达产物进行检测。体外抑菌试验表明,获得的重组蛋白对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较好的抑菌活性。本试验为抗菌肽的应用和新抗菌肽类药物的开发提供了必要的试验基础。     

抗菌肽Cecropin D基因在毕赤酵母中的表达与抗菌活性分析

为使抗菌肽Cecropin D在巴斯德毕赤酵母中高效表达,本研究根据Cecropin D全基因序列和毕赤酵母的偏嗜性设计合成4条寡聚西核苷酸,SOEing-PCR技术法合成Cecropin D基因序列,并克隆至酵母表达载体pGAPZαA中,构建重组表达质粒,将其线性化后电击转化毕赤酵母菌株SMD1168,经高浓度博莱霉素筛选,获得高拷贝转化子,菌液PCR鉴定表明Cecropin D基因已整合到酵母基因组中.在GAP强启动子调控下,重组Cecropin D高效分泌表达,产物耐高温耐酸碱,并对部分革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑菌效果,对E.coliDH5 α和S.aureus Cowan I株的MIC值分别为2.17 μg/mL和4.55 μg/mL.     

巴斯德毕赤酵母表达系统在动物传染病防制中应用的研究进展

本文以巴斯德毕赤酵母表达系统在动物传染病防制过程当中的应用研究进展为中心论点,指出了在社会各界对于生物学相关知识的在不断的增多、以及酵母遗传研究深入发展背景下,动物传染病防制的重要意义,并就巴斯德毕赤酵母表达系统的相关优势进行了简要探讨(主要包括操作性高、表达量高、以及成本投入低这几个方面),进而就其在动物传染病防制过程中的相关问题展开了深入探讨,望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。     

杂合抗菌肽Mel-MytB在毕赤酵母中的表达及其抗菌活性测定

为了获得抗菌活性较强的抗菌肽,将蜂毒肽(Melittin)与贻贝素B(Mytilin-B)的核心功能序列杂合,以Melittin(3-14)和Mytilin-B(13-27)的成熟肽段作为模板序列,根据巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)偏好密码子,采用SOE方法合成杂合抗菌肽Mel-MytB(MEM)基因。改造后的基因克隆到pPICZα-A质粒,构建分泌型重组酵母表达载体pPICZα-A-MEM,而后经SacⅠ酶切线性化后电转入毕赤酵母受体菌X-33。结果表明,在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,分子质量约3.0ku的Mel-MytB杂合抗菌肽获得表达,具有热稳定性和酸稳定性,煮沸40min、pH 2.0～10.0范围内抑菌活性基本不变。抗菌特性研究结果表明,该表达产物具有广谱抗菌活性,其对大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC25923/ATCC6538、肠道沙门氏菌ATCC13076、鼠伤寒沙门氏菌ATCC14028、副溶血弧菌ATCC17802、创伤弧菌ATCC27562、枯草芽孢杆菌ATCC6633的MIC值分别为5.1、2.2、2.0、4.6、7.6、9.4、13.2和59.4μg/mL。因此,重组抗菌肽Mel-MytB在疾病防治和动物饲料添加剂等方面具备较好的应用前景。     

杂合抗菌肽Mel-MytB在毕赤酵母中的表达及其抗菌活性测定

为了获得抗菌活性较强的抗菌肽，将蜂毒肽（Melittin）与贻贝素B （Mytilin-B）的核心功能序列杂合，以Melittin （3-14）和Mytilin-B （13-27）的成熟肽段作为模板序列，根据巴斯德毕赤酵母（Pichia pastoris）偏好密码子，采用SOE方法合成杂合抗菌肽Mel-MytB（MEM）基因。改造后的基因克隆到pPICZα-A质粒，构建分泌型重组酵母表达载体pPICZα-A-MEM，而后经Sac Ⅰ酶切线性化后电转入毕赤酵母受体菌X-33。结果表明，在醇氧化酶（AOX）启动子调控下，分子质量约3.0 ku的Mel-MytB杂合抗菌肽获得表达，具有热稳定性和酸稳定性，煮沸40 min、pH 2.0~10.0范围内抑菌活性基本不变。抗菌特性研究结果表明，该表达产物具有广谱抗菌活性，其对大肠杆菌ATCC25922、金黄色葡萄球菌ATCC25923/ATCC6538、肠道沙门氏菌ATCC13076、鼠伤寒沙门氏菌ATCC14028、副溶血弧菌ATCC17802、创伤弧菌ATCC27562、枯草芽孢杆菌ATCC6633的MIC值分别为5.1、2.2、2.0、4.6、7.6、9.4、13.2和59.4 μg/mL。因此，重组抗菌肽Mel-MytB在疾病防治和动物饲料添加剂等方面具备较好的应用前景。