毕赤酵母重组菌GS115-Ch-Glu发酵培养基设计及发酵条件优化

以毕赤酵母重组菌(Pichia pastoris)GS115-Ch-Glu为研究对象,进行了亚麻子发酵脱毒工艺的研究,并对重组菌的发酵培养条件进行优化。结果表明,毕赤酵母重组菌GS115-Ch-Glu发酵扩大培养的培养基最佳碳源为2.5%玉米淀粉,最佳氮源为5.0%黄豆粕。优化后的基础发酵培养基发酵条件为温度28℃、转速250 r/min、发酵时间33 h、初始p H 6.5、接菌量1.5%、装液量50 m L/250 m L。在此最佳发酵条件下,菌体产量为9.0×1010个/m L。     

毕赤酵母产人源丁酰胆碱酯酶的发酵条件优化

测定不同条件下重组毕赤酵母的蛋白表达量及酶活力,优选毕赤酵母分泌表达人源丁酰胆碱酯酶的发酵条件。在单因素试验的基础上,采用响应面法优化表达条件,确定了毕赤酵母分泌表达人源丁酰胆碱酯酶的最佳发酵条件:发酵时间4.8d,甲醇浓度13.90%,甘油浓度2.1%。使用最佳发酵条件对毕赤酵母进行培养,最终得到的人源丁酰胆碱酯酶的表达量为368.2mg/L,表达量提高了27%。     

毕赤酵母发酵不同单糖产乙醇的研究

以毕赤酵母CBS 6054(Scheffersomyces stipitis)为试验菌株,用葡萄糖和半乳糖2种六碳糖,木糖和阿拉伯糖2种五碳糖分别作为惟一碳源进行发酵试验,测定毕赤酵母在不同培养基中的生长曲线、糖消耗情况、产物乙醇生成情况,由此研究该菌株发酵不同单糖的能力以及对应的产乙醇的潜力。结果表明该菌株对葡萄糖和木糖的发酵能力较强,且两者发酵情况相当;发酵半乳糖的能力居中;发酵阿拉伯糖的能力较弱。乙醇产量从高到低依次是葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖。     

营养盐对酵母发酵的影响初探

研究营养盐对酵母发酵的影响,以期提高酵母发酵能力。在容积为20mL的无菌注射器中,以葡萄糖浓度为20g.L-1的培养基进行试验。结果表明:当温度为38℃,pH值为4.0时,产生CO2的量最多,发酵周期也最短;在最佳温度38℃,最适pH值4.0条件下,往发酵培养基中添加少量的氯化钠对产CO2有促进作用,但随着用量增加呈现抑制作用;添加氯化钙对产CO2的增幅波动较大;添加氯化钠和氯化钙的复合盐,对发酵有明显的促进作用。少量的单一或复合营养盐对酵母发酵有明显的促进作用。     

外源过氧化物酶在毕赤酵母中的优化表达

为提高外源过氧化物酶基因在毕赤酵母中的表达量,对甲醇毕赤酵母诱导表达培养基进行优化,在培养基中添加0.5 g/L高铁血红素,每12 h补加100%甲醇至终浓度为0.5%,待酵母生长量达到最大值时加入0.5 m L/L微量元素混合物。结果表明,优化后培养基表达量是普通培养基的10.6倍,研究为后期外源蛋白进入发酵罐生产提供了理论依据。     

新疆葡萄酒自然发酵过程酵母菌的种类和动态变化

利用WL营养琼脂培养基,对葡萄酒自然发酵过程中,不同阶段分离的408株酵母菌进行了初步鉴定.结果表明,供试酵母菌被归人8个属的9个种:酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae、葡萄汁有孢汉逊酵母Hanseniaspora uvarum、季也蒙有孢汉逊酵母Hanseniaspora guilliermondii、东方伊萨酵母Issatchenkia orien-talis、毕赤克鲁维酵母Pichia kluyver、膜璞毕赤酵母Pichia membranefaciens、美极梅奇酵母Metschnikowiapulcherrima、红冬孢酵母Rhodosporidium mucilaginos和假丝酵母Candida zemplinina,分别占到了分离总菌株的44.12%、19.36%、8.09%、13.73%、4.66%、3.43%、4.17%、2.21%和0.25%.     

新型固定化酵母细胞发酵生产乙醇的研究

[目的]说明利用甘蔗块作为酵母固定化材料进行固定化酵母发酵相对于游离酵母发酵来说具有优越性,同时探究利用甘蔗汁和废糖蜜作为发酵培养基分别进行发酵时的发酵效果。[方法]共设计12个发酵组,研究发酵培养基和是否进行固定对发酵效果的影响。[结果]以甘蔗汁为发酵培养基时固定化酵母发酵液中乙醇平均体积分数比游离酵母发酵高0.7%,以废糖蜜为发酵培养基时固定化酵母发酵液中乙醇平均体积分数比游离酵母发酵高0.76%。甘蔗汁培养基与废糖蜜培养基对总体发酵效果的影响非常接近。[结论]综合考虑甘蔗汁与废糖蜜的成本,废糖蜜是工业发酵生产乙醇用培养基的更优选择。     

乳糖酶突变体库的构建及高活性突变体的快速筛选

构建了亮白曲霉来源的β-半乳糖苷酶活性中心的第219位丝氨酸的毕赤酵母饱和突变体库以筛选水解活性提高的乳糖酶。另外,通过以毕赤酵母发酵基础盐诱导培养基代替传统的BMMY培养基来诱导表达β-半乳糖苷酶和其突变体。结果表明,诱导时间在48~60 h且粗酶液中总蛋白量在0.2~0.8 mg/mL时,各乳糖酶的活力均高于其在BMMY培养基中的活力;各乳糖酶的比活力在此阶段保持相对稳定,且与纯化后的酶比活力呈正相关,即各乳糖酶的比活力高低可以粗酶液中乳糖酶的比活力来相对定量。在此基础上,利用高通量的48孔培养板创建了一种简便、高通量从β-半乳糖苷酶突变体库中筛选高水解活力乳糖酶的方法,并应用该方法快速地从突变体库中筛选到3个水解活力显著提高的突变体S-38、S-35和S-1,比活力分别提高了10.3%,9.2%和6%,高通量的筛选方法是定向进化技术中的重要环节,为其顺利开展奠定了基础。     

产葡萄糖氧化酶工程菌培养基筛选及发酵条件优化

利用单因素试验和4因素3水平的正交试验L9(34)对1株产葡萄糖氧化酶毕赤酵母工程菌HL-69进行了研究,确定了该菌株的适宜廉价生长培养基和诱导培养基。生长培养基:葡萄糖1.5%、豆粕粉3.0%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸镁0.03%;诱导培养基:甲醇1.5%、氨水3.5%、磷酸二氢钾0.5%、硫酸镁0.03%。培养条件为:接种龄18h,接种量2%,培养基装液量为50mL/300mL,生长初始pH为5.0,诱导初始pH为6.0;在此条件下发酵,葡萄糖氧化酶酶活力达6.516U/mL,是发酵条件优化前酶活力的7.50倍。     

微小毛霉凝乳酶的分泌表达、产物纯化及鉴定

采用基因工程的方法对微小毛霉(Mucor pusillus)凝乳酶进行分子改造,获得适于乳品工业生产用的凝乳酶,克隆到了微小毛霉凝乳酶基因,构建了酵母表达质粒pPIC9K/M。线性化后电击转入毕赤酵母GS115,在甲醇诱导下进行凝乳酶的初步发酵试验,通过pH反应及酶抑制反应试验证明,重组凝乳酶获得了分泌表达。SDS-PAGE分析表明重组凝乳酶的分子量约为46 kD,与理论值(45.3 kD)基本相符,培养基上清液中凝乳酶的活性为311.8 U/mL,纯化的总回收率为51.89%,纯度达到92%。     

青麻epsps基因在酵母中表达

将青麻epsps基因构建到酵母胞内表达载体pPIC3.5K中,利用电转化法将构建好的表达载体转入巴斯德毕赤酵母中,PCR技术筛选出阳性转化子,证明外源epsps基因已经整合到巴斯德毕赤酵母的基因组上,经诱导表达后SDS-PAGE分析获知外源基因在酵母中获得了表达。并且通过草甘膦压力筛选出耐性较好的重组酵母菌株,证明所获得的epsps基因具有生物学功能。     

喷雾干燥法制备饲用植酸酶制剂

以重组植酸酶(phyA-ABCD5F7)的毕赤酵母工程菌为植酸酶生产菌,经高密度发酵制备得到粗酶液。通过在粗酶液中添加Mg~(2+)和Zn~(2+)等金属离子以及海藻糖,可明显提高植酸酶的热耐受能力。以植酸酶的酶活回收率为评价指标,考察了进风温度、出风温度和保护剂对植酸酶酶活回收率的影响,确定最佳喷雾条件:保护剂5 g/L MgSO_4·7H_2O、2 g/L ZnSO_4·7H_2O和10 g/L海藻糖,进风温度为160℃,出风温度为70~75℃,在此条件下,植酸酶的酶活回收率达80%。     

响应面法优化重组毕赤酵母菌表达β-甘露聚糖酶的诱导条件

[目的]对重组毕赤酵母菌表达β-甘露聚糖酶的诱导条件进行优化。[方法]以重组毕赤酵母GS115为研究对象,通过单因素试验确定最佳产酶条件,并采用响应面试验确定3个因素的最佳水平。[结果]最佳产酶条件为:培养温度28℃,培养pH 6.5,摇床转速210 r/min,培养基装液量100 ml。响应面试验确定3个因素即装液量、甲醇添加量和pH最佳值分别为103.18 ml、1.77%和6.69;在此条件下,β-甘露聚糖酶的活力最大值为4 917.5 U/ml。[结论]验证试验证明模型预测值准确、可靠,为重组毕赤酵母菌的合理开发利用提供了依据。     

巴斯德毕赤酵母多拷贝整合表达组装禽流感病毒样颗粒

【目的】构建多拷贝整合表达禽流感病毒样颗粒的重组巴斯德毕赤酵母,为H5N1亚型禽流感基因工程疫苗提供基础。【方法】以巴斯德毕赤酵母GS115株18S rRNA基因(rDNA)部分序列,插入pPIC9K载体上XbaⅠ和Bsp1407Ⅰ位点间,构建多拷贝整合表达质粒p8K。再以禽流感病毒H5N1毒株基因组RNA为模板,RT-PCR扩增HA、M和NA基因,分别插入多拷贝载体p8K,构建表达质粒 p8K-HA/M/NA。表达质粒分别扩增后线性化,按比例混合,电转化GS115感受态细胞。增菌后,经遗传霉素G418抗性平板筛选、PCR鉴定携带HA、M和NA基因序列的多拷贝整合菌株。阳性菌株增菌、诱导表达、高压均质破碎后,Western-blot检测表达产物。【结果】PCR鉴定阳性的重组菌株,其细胞裂解蛋白,免疫印迹试验可检测到与HA、M₁和NA分子量一致的蛋白条带;电子显微镜可观察到大小约为80~120 nm 的病毒样颗粒,免疫鸡能产生抗禽流感病毒中和抗体。【结论】重组毕赤酵母能够多拷贝整合、表达、组装禽流感病毒样颗粒。     

猪表皮生长因子在毕赤酵母中的表达及鉴定

 【目的】猪表皮生长因子（pEGF）具有刺激静止期猪卵母细胞的成熟以及刺激仔猪胃肠上皮细胞成熟的功能，从而可以提高母猪繁殖率和降低断奶仔猪的应激。因此开发猪表皮生长因子具有重要意义。【方法】用人工合成的pEGF 基因为模板，用PCR扩增获得pEGF-6His片段，将其克隆到载体pPIC9构建重组质粒pPIC9-pEGF并电转化毕赤酵母。用斑点杂交法筛选多拷贝整合转化子即基因工程菌，用Ni-NTA亲和层析法纯化目的蛋白，纯化产物用抗His-tag 的单克隆抗体进行蛋白质免疫印迹、氨基端测序鉴定、体外生物活性检测。【结果】斑点杂交法筛选中信号越强的转化子，甲醇诱导表达的目的蛋白含量越高。免疫印迹中可以观察到印迹条带。氨基端氨基酸测序发现纯化的表达产物含有2条肽链，其N-端15个氨基酸的序列分别与天然的pEGF以及Glu-Ala -pEGF的序列相同。体外生物活性检测结果表明，纯化的表达产物对BALB/c 3T3细胞具有显著的增殖作用。【结论】本研究获得了能高效表达具有生物学活性的重组猪表皮生长因子的基因工程菌。     

重组毕赤酵母摇瓶发酵产木聚糖酶条件优化

[目的]在摇瓶发酵条件下,研究甲醇诱导毕赤酵母工程菌K3产木聚糖酶表达规律。[方法]以重组木聚糖酶酶活为评价指标,采用单因素试验和L9（34）正交试验考察摇瓶发酵条件下pH值、接种时间、诱导剂浓度、诱导时间对酶活的影响。[结果]各因素影响程度依次为：pH值〉接种时间〉诱导时间〉甲醇浓度,最优表达条件为：pH值5.3,接种时间19h,甲醇诱导浓度1.25%,诱导时间192h,在此条件下菌株产酶酶活可达589.16IU/ml。[结论]该研究为木聚糖酶的工业化生产和应用提供依据。     

来源于Selenomonas ruminantium的高比活植酸酶基因在毕赤酵母中的高效表达

 应用酶解效率更高的高比活植酸酶是进一步提高植酸酶发酵效价、降低植酸酶生产成本的有效途径。根据毕赤酵母对于密码子的选择偏向,对来源于原核瘤胃微生物Selenomonasruminantium的高比活植酸酶基因phyS进行了密码子优化,将优化后的植酸酶基因phyS(m)与未优化的phyS插入到毕赤酵母转移载体pPIC9中,转化毕赤酵母得到重组子,在摇瓶水平上,phyS(m)的表达水平比phyS高10倍。在5L发酵罐中,优化后的植酸酶基因phyS(m)其蛋白表达量达到4mgml-1发酵液,效价达到1.6×106I     

米黑根毛霉脂肪酶的克隆表达及发酵条件优化

米黑根毛霉脂肪酶RML是一种重要的工业用酶,具有非常广泛的应用前景。本研究将人工合成的RML基因rml克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,构建pPIC9K-rml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,并使用抗生素G418筛选、三丁酸甘油酯-MM板及PCR方法筛选阳性重组工程菌。工程菌发酵液经SDS-PAGE分析、三丁酸甘油酯板鉴定,表明脂肪酶RML在毕赤酵母中获得高效表达,且蛋白分子大小与预期一致。进一步优化了发酵条件,包括对培养基组分、诱导剂浓度和发酵温度等的优化。优化后的培养基组成为：甘油4.0%,（NH4）2SO45.000 g/L,CaSO40.465 g/L,K2SO49.100 g/L,MgSO4.7H2O7.450 g/L;培养条件为：pH值6.0,生长阶段温度30℃,诱导阶段采用22℃低温诱导,诱导期每24 h补加甲醇浓度为3%。优化后,发酵液中的RML活力最高达到116 U/ml,比优化前提高了3.14倍。     

南极适冷菌Rheinheimera sp.97产抗菌活性物质发酵条件的优化

[目的]优化南极适冷菌Rheinheimera sp.97产抗菌活性物质的发酵条件。[方法]通过单因素和正交试验对南极适冷菌R.sp.97产抗菌活性物质的发酵培养基进行了优化,并通过单因素试验对其发酵条件进行了优化。[结果]菌株R.sp.97产抗菌活性物质的最佳培养基为：蛋白胨3.0g/L,硫酸铵1.0g/L,淀粉2.0g/L,NaCl15.0g/L;最佳发酵条件为：发酵培养基初始pH8,发酵温度10℃,摇瓶装液量30.0%（V/V）,接种量1.0%（V/V）。优化后菌株R.sp.97发酵液的抗菌活性较优化前提高了18.1%。[结论]为研究南极适冷菌R.sp.97的活性物质奠定了基础。     

黑曲霉产木聚糖酶的固态发酵条件优化

[目的]研究培养基组成和培养条件对黑曲霉固态发酵产木聚糖酶的影响。[方法]以木聚糖酶酶活为评价指标,利用单因素试验和L9（34）正交试验考察摇瓶发酵条件下培养基组成、pH值、培养时间、培养温度和接种量对黑曲霉产生木聚糖酶的影响。[结果]最佳培养基组成为：麸皮与玉米芯质量比5∶3,（NH4）2SO4、KH2PO4、CaCl2和MgSO4相对于固体料的质量百分数分别为1.0%、0.2%、0.1%和0.1%）,料液比1∶1.7;最优培养条件为：pH值7.5、培养温度28℃、培养时间60h,其间翻曲2～3次;在此工艺条件下,木聚糖酶的活力可达14698.21IU/g。[结论]该优化条件为木聚糖酶的工业化生产和应用提供了依据。