柞蚕溶菌酶真核表达系统的构建及重组蛋白纯化分析

利用甲醇营养型毕赤酵母对柞蚕溶菌酶进行高效重组表达。首先根据毕赤酵母密码子偏爱性对柞蚕溶菌酶成熟肽基因进行密码子优化,将优化后的基因序列ApLyz克隆至毕赤酵母分泌型表达载体pPICZαA中,构建重组表达载体pPICZαA-ApLyz。重组载体经电转化整合入毕赤酵母菌株GS115基因组中,并利用高质量浓度Zeocin(500μg/mL)抗性平板筛选得到高拷贝转化子。摇瓶发酵显示,甲醇诱导72 h后,高拷贝菌株发酵液中溶菌酶活性为450 U/mL(313 U/mg总蛋白),酶活约为单拷贝菌株的3.1倍。纯化后的重组柞蚕溶菌酶分子质量约14 kDa,酶活为3 870 U/mL,比酶活为20 262 U/mg。酶学性质分析显示,重组柞蚕溶菌酶的最适反应温度为40℃,最适反应pH为4.5,具有较好的热稳定性。     

重组人溶菌酶在毕赤酵母中的诱导表达及活性研究

为了构建一种胞内表达人溶菌酶(hLZ)的毕赤酵母工程菌,此研究以人工合成人溶菌酶基因序列,通过酶切位点插入毕赤酵母表达载体pPICZαA,获得pPICZαA-hLZ。线性化该表达载体,电转化并筛选阳性克隆,甲醇诱导重组蛋白表达后,进行纯化和活性分析。结果表明,通过亲和层析树脂(Ni-IDA)从培养液上清纯化目标蛋白,SDS-PAGE表明目标蛋白为14.7 kDa左右,Western-blot结果表明目标蛋白即为带有6个His标签的重组人溶菌酶,BCA法测定表明纯化后的蛋白浓度为0.121 mg/mL;溶壁微球菌抑菌试验表明该重组人溶菌酶具有部分生物活性。此研究成功地获得了胞内表达且具有部分生物活性的人溶菌酶毕赤酵母工程菌,为重组人溶菌酶作为饲料添加剂开发应用奠定了一定的基础。     

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。     

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。     

共表达MEL和Ec-cLYZ重组表达质粒的构建及其重组蛋白的抑菌效果评价

为了表达一种高效低毒的广谱抑菌蛋白，试验通过T2A连接肽连接蜂毒肽(MEL)与斜带石斑鱼c型溶菌酶(Ec-cLYZ)基因，并克隆至pPICZαA质粒上构建重组表达质粒；将鉴定正确的重组表达质粒用限制性内切酶SacⅠ线性化后电转化至毕赤酵母表达菌株GS115感受态细胞中，构建毕赤酵母表达菌株；利用0.5%甲醇诱导表达，收集上清液进行冻干浓缩并纯化，采用Western-blot法检测重组蛋白的表达情况，BCA蛋白浓度测定试剂盒测定重组蛋白浓度，试管二倍稀释法分别检测不同浓度重组蛋白对兔红细胞的溶血活性，牛津杯法评价重组蛋白的抑菌效果。结果表明：成功构建出重组表达质粒pPICZαA-Ec-cLYZ-MEL、pPICZαA-Ec-cLYZ和pPICZαA-MEL及毕赤酵母表达菌株GS115/pPICZαA-Ec-cLYZ-MEL、GS115/pPICZαA-Ec-cLYZ和GS115/pPICZαA-MEL;经甲醇诱导，GS115/pPICZαA-Ec-cLYZ-MEL表达出分子质量为16.5,3.4 ku的重组蛋白，GS115/pPICZαA-Ec-cLYZ表达出分子质量为16.5 ku的重...     

牛乳溶菌酶在毕赤酵母中的分泌表达及活性分析

为真核表达牛乳溶菌酶,本研究在通过酵母偏爱密码子改造并人工合成LYZ1基因的基础上,将LYZ1基因经克隆构建了高效表达具有生物活性牛乳溶菌酶的分泌型表达载体pPICZα-A-LYZ1,将其经SacⅠ酶切线性化后电转化毕赤酵母菌株GS115中,通过Zeocin筛选和PCR鉴定后的阳性重组菌用甲醇诱导60h后,进行SDS-PAGE和western blot鉴定,用溶壁微球菌对其进行活性检测,并对其进行体外抑菌效果检测分析。结果表明:分泌表达的重组目的蛋白约16ku,而且抗血清具有良好的反应原性。活性检测表明,培养液中重组溶菌酶活性达到2842u/mL。体外抑菌试验结果表明,重组牛乳溶菌酶对标准葡萄球菌及大肠杆菌菌株具有较好的抗菌作用,而对无乳链球菌、停乳链球菌、乳房链球菌作用较弱。     

响应面法优化含活性肽CC34毕赤酵母重组菌冻干营养保护剂的研究

【目的】利用响应面分析法优化含活性肽CC34毕赤酵母重组菌的冻干营养保护剂组合配方。【方法】通过单因素试验,筛选脱脂乳粉、海藻糖、山梨醇和谷氨酸钠提高毕赤酵母重组菌存活率的最佳范围;利用Box-Behnken法建立毕赤酵母重组菌存活率回归方程,分析3种保护剂组合对菌体存活率的效应关系。【结果】脱脂乳粉浓度为10%时毕赤酵母重组菌冻干存活率最高,达到51.23%;海藻糖浓度为15%时冻干存活率最高,达到67.50%;山梨醇浓度为20%时冻干存活率最高,达到52.19%;谷氨酸钠浓度为3%时冻干存活率最高,达到36.92%。通过响应面法获得含活性肽CC34毕赤酵母重组菌冻干保护剂组合中脱脂乳粉、海藻糖、山梨醇的浓度分别为10.75%、15.70%、20.19%,通过最优模型预测毕赤酵母重组菌的存活率为77.00%,应用此最优保护剂组合进行冻干试验,菌体冻干存活率为78.98%。【结论】本试验通过响应面法优化了毕赤酵母重组菌复合冻干保护剂配方,在脱脂乳粉浓度为10.75%、海藻糖浓度为15.70%、山梨醇浓度为20.19%条件下,可获得较高的菌体冻干存活率(78.98%)。该复合冻干保护剂可用于含活性肽CC34毕赤酵母重组菌的保存和后续试验研究。     

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。     

鸡IFN-α基因的多点突变及其在毕赤酵母中的高效表达

根据毕赤酵母基因的密码子选择偏爱性,在不改变其编码的氨基酸序列的前提下,对鸡IFN-α序列进行PCR介导的定点突变优化,将鸡IFN-α成熟肽序列中136～143位相近的4个Arg密码子和N端的6个稀有密码子突变为毕赤酵母高表达优越密码子,构建了含正确突变和未突变序列的克隆载体pMD-IFNm、pMD-IFN和酵母表达载体pPICZ-IFNm、pPICZ-IFN,电击转化毕赤酵母X-33菌株,经筛选、鉴定表明鸡IFN-α基因已整合到酵母基因组中.通过表达产物的抗病毒活性测定,筛选出突变与未突变高表达酵母转化子各1株.经密码子优化的突变重组酵母菌株PP-IFNm于BMMY培养基中诱导72 h上清中抗病毒活性单位可达410U/mL,其活性比未优化重组酵母株PP-IFN(48.33U/mL)提高了约10倍.     

Gal-13成熟肽基因在毕赤酵母中的表达与抑菌活性分析

扩增鸡β-防御素-13(Gal-13)成熟肽基因序列,构建酵母重组表达载体pPICZαA-Gal-13,通过SacⅠ限制性内切酶线性化处理后,电击转化毕赤酵母X-33,并对利用甲醇诱导后的重组菌株表达产物进行表达规律分析和抑菌活性研究。结果表明,扩增到的Gal-13成熟肽基因序列为108bp,共编码36个氨基酸;筛选到的重组菌株均为Mut+表型,其诱导表达上清经Tricine-SDS-PAGE凝胶电泳后,发现其在约5 900的位置出现目的条带,抑菌试验发现其对沙门菌(CVCC534)和金黄色葡萄球菌(ATCC25923)具有抑菌活性。     

昆虫死亡素thanatin与斑点叉尾鮰β-防御素在毕赤酵母中的表达及其抑菌效果评价

旨在利用毕赤酵母表达系统表达出具有良好抑菌效果的重组抗菌肽。选定昆虫死亡素thanatin基因和斑点叉尾鮰β-防御素基因(命名为defbl),按毕赤酵母偏好性密码子优化后，将用T2A剪切肽连接的共表达基因(命名为TD)及各单基因分别构建至pMD19-T载体上，经EcoRⅠ、SalⅠ双酶切后亚克隆至表达载体pPICZɑA上，经SacⅠ线性化后电转化至毕赤酵母GS115感受态细胞中，通过Zeocin抗性及PCR筛选出阳性菌株，利用1%甲醇进行诱导表达，72 h后收集培养基上清液，冻干浓缩并纯化后，进行Western blot检测及体外抑菌试验、溶血性试验。结果显示，成功构建重组毕赤酵母工程菌株GS115-pPICZαA-thanatin、GS115-pPICZαA-defbl和GS115-pPICZαA-TD,通过甲醇诱导成功获得重组蛋白，纯化后Western blot检测结果显示，thanatin组和defbl组分别在2.3 kDa和7.8 kDa处出现特异性条带，TD组同时出现上述2条带，蛋白大小均与预期相符；3个重组蛋白浓度分别为600、300和700μg/mL;体外抑菌试验及溶血性...     

重组猪圆环病毒2型Cap蛋白在毕赤酵母中的表达及免疫原性研究

为了获得在体外表达的猪圆环病毒2型(Porcine circovirus 2,PCV2)Cap蛋白,研究其免疫原性,试验根据GenBank公布的国内PCV2-Cap蛋白基因序列特点,结合毕赤酵母密码子偏好对Cap基因进行优化,合成目的基因后,构建分泌型表达载体pPIC9K-Cap,转化毕赤酵母GS115后,经诱导表达获得重组Cap蛋白。重组蛋白以50μg/只的剂量连续3次免疫豚鼠后检测抗体水平。结果表明:含有PCV2-Cap基因的质粒成功转化到酵母菌基因组中,重组酵母菌株在30℃,经1%甲醇诱导表达96 h后,培养液中能够检测到33 ku的重组蛋白,重组蛋白表达量为155μg/mL,占培养上清液总蛋白的9.362%,Western-blot试验结果显示重组蛋白具有良好的抗原活性。重组蛋白以50μg/只的剂量连续3次免疫豚鼠后,能够刺激豚鼠产生特异性抗体且与接种0.3头份/只剂量的市售PCV2灭活疫苗产生的抗体水平无显著差异(P0.05)。说明成功利用毕赤酵母表达系统分泌表达了PCV2-Cap蛋白,表达的重组蛋白具有良好的抗原活性。     

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。     

菌丝霉素抑菌活性鉴定及其在防治牛乳腺炎中的应用

试验目的是通过毕赤酵母系统高效表达一种新的真菌防御素菌丝霉素,鉴定它的抑菌活性,并考察其对牛乳腺炎疾病的防治功能。将菌丝霉素基因克隆到酵母表达载体p Pic Zα中,转化并重组到毕赤酵母GS115中。经过甲醇诱导表达,分离纯化,进行体外抑菌活性鉴定。结果显示菌丝霉素在1μg/ml浓度下,对金黄色葡萄球菌、无乳链球菌等起到抑制作用,对耐药性金黄色葡萄球菌的MIC为10~50μg/ml。鉴于上述细菌是引起奶牛乳腺炎的重要致病菌,我们将0.05%菌丝霉素蛋白灌注到奶牛乳腺中,经过7 d的治疗期,发现奶牛乳腺炎得到有效治疗或缓解。上述结果表明菌丝霉素在0.05%剂量下,对奶牛乳腺炎具有防治作用,可望开发为一种新兽药。     

猪α干扰素基因在毕赤酵母中的分泌表达

将猪α干扰素(PoIFN-α)基因克隆入毕赤酵母分泌型表达载体pPICZαA中,电转化毕赤酵母KM71H菌株,抗生素ZeocinTM浓度梯度筛选高抗性转化子,以PCR鉴定阳性重组菌株。筛选出的高拷贝重组菌株分别通过BMGY/BMMY培养基和YPG培养基,用甲醇诱导表达。SDS-PAGE和Westernblot印迹杂交结果证实,表达产物为重组PoIFN-α融合蛋白,经细胞毒性试验检测(WISH/VSV系统),表达产物的抗病毒活性为4.1×104IU/mL。     

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。     

猪乳铁蛋白N叶(PLF-N)在毕赤酵母中的表达及抑菌活性鉴定

根据猪乳铁蛋白N叶(PLF-N)的蛋白序列和毕赤酵母(Pichia pastoris)密码子的偏嗜性,通过全基因合成法合成改造后的PLF-N基因片段,将其克隆到pGAPZα-A质粒中构建分泌型重组酵母表达载体 pGAPZα-A- PLF。pGAPZα-A- PLF 通过限制性内切酶Avr Ⅱ酶切线性化后,经电穿孔法转入毕赤酵母细胞SMD1168内。PCR检测结果发现,PLF-N基因与毕赤酵母染色体稳定结合,Zeocin抗性筛选,得到高拷贝转化子。在GAP启动子调控下,PLF-N重组蛋白获得分泌表达,其分子质量约为38 ku,上清表达量约为364 μg/mL。琼脂糖孔穴扩散法检测结果显示,该表达产物对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有较好的抑菌活性,且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌最小抑菌浓度(MIC)分别为12.5、25.0 μg/mL。     

蓝狐β-防御素1基因(vBD1)的真核表达及其抑菌活性分析

为研究蓝狐β-防御素1(vBD1)蛋白的生物学特性,本研究通过PCR扩增获得蓝狐v BD1基因的编码区全长序列,利用生物学软件对蓝狐v BD1基因编码的氨基酸序列进行生物信息学分析,并构建了真核表达重组质粒p PIC9K-v BD1,电转化至毕赤酵母菌株GS115,鉴定阳性的重组酵母菌经甲醇诱导表达,对表达目的蛋白进行了抑菌活性研究。生物信息学分析结果显示,蓝狐v BD1蛋白的三级结构与人类β-防御素1(hBD1)序列相似性达63.89%。Tricine-SDS-PAGE和western blot鉴定结果显示,蓝狐v BD1蛋白在毕赤酵母中能够分泌表达,诱导96 h其表达量最大。CFU计数法结果显示,终浓度为60μg/mL和120μg/mL的v BD1重组蛋白对大肠杆菌的抑菌率分别为22.92%和29.17%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为28.40%和30.18%,抑菌活性均在12 h达到最佳。本研究为探究蓝狐v BD1蛋白生物学功能及作用机制奠定基础。     

构建铜锌超氧化物歧化酶毕赤酵母转化子及其高表达分析

设计铜锌超氧化物歧化酶酵母偏爱密码子并化学合成,与pPIC9K连接,构建酵母偏爱密码子的铜锌超氧化物歧化酶基因真核表达载体;通过电转化和持续加压筛选毕赤酵母GS115高拷贝转化子,获得重组高表达酵母菌株建立主种子批。经Southern blot鉴定,高拷贝基因比低拷贝高2～8倍,表达活性高2～4倍。重组菌的目的基因拷贝数与表达产物呈正相关;表达产物为二聚体,相对分子质量为40 000左右,低糖基化,均为分泌表达。West-ern blot法分析,对Cu,Zn-SOD抗体具有特异性反应。转化子在培养16h后进入对数生长期,24h后进入生长稳定期;转化子培养20h左右进行诱导表达最为合适。Cu,Zn-SOD转化子用正交试验筛选摇瓶的诱导表达条件,经诱导表达,Cu,Zn-SOD表达上清最高活性大于600U/mL。确立最适摇瓶培养条件为pH6.0,30℃,1.5%甲醇诱导浓度诱导72h上清的目的蛋白表达最好。高拷贝的3株重组菌经50次传代后插入的目的基因保持稳定。本研究为中试工艺研究奠定了基础。     

鸡β干扰素在毕赤酵母中的分泌表达及其抗病毒活性测定

为研究鸡β干扰素(chicken interferon-β,ChIFNβ)蛋白在毕赤酵母中的表达及其抗病毒活性,将克隆的ChIFNβ基因亚克隆至酵母表达载体pPICZα-A中,构建重组质粒pPIC-ChIFNβ。将鉴定正确的质粒pPICChIFNβ线性化,通过电转化整合到毕赤酵母菌株X-33基因组中,得到阳性菌株。经1.0%甲醇连续诱导4d,表达产物利用SDS-PAGE电泳、细胞病变抑制法等进行分析。ChIFNβ在酵母中获得了分泌型表达,表达产物分子质量约为17ku。表达产物以细胞病变抑制法检测其活性,效价为107.5 U/mL;在鸡胚中能有效抑制禽流感病毒H9N2的增殖。动物攻毒保护试验结果显示,表达的蛋白可提供70%的免疫保护。表达的ChIFNβ蛋白具有较好的抗病毒活性,本研究可为ChIFNβ的应用提供重要参考。