巴斯德毕赤酵母新型分泌表达载体构建

巴斯德毕赤酵母分泌表达载体pPICINU是利用来源于克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus)的菊粉酶基因信号肽DNA序列（ISP）构建的。表达实验结果表明，带有分泌表达载体pPICINU的β-1，3－1，4葡聚糖酶基因重组菌，具有与带有表达载体pPIC9K(带有α因子信号肽）的β-1，3－1，4葡聚糖酶基因重组菌相同的分泌效率。     

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。     

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。     

经改造的猪IGF-I基因在巴斯德毕赤酵母中的分泌表达

采用酵母偏爱密码子合成五条编码猪IGF-I基因的引物，利用重叠PCR技术拼接获得长度为210bp的猪IGF-I成熟蛋白基因。将该基因插入分泌表达载体pPIC9K中，转化巴斯德毕赤酵母菌。经表型鉴定、PCR分析及G418筛选得到Muts型多拷贝整合菌，以1.5%甲醇诱导培养后，经SDS-PAGE检测表达产物，在7.5 kDa处出现一特异蛋白条带，目的蛋白表达量达410mg/L。Dot blot检测表明，重组蛋白可与抗IGF-I多克隆抗体反应。     

经改造的猪IGF-Ⅰ基因在巴斯德毕赤酵母中的分泌表达

采用酵母偏爱密码子合成5条编码猪胰岛素样生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)基因的引物,利用重叠PCR技术获得含210bp猪IGF-Ⅰ成熟蛋白基因的拼接产物。将该基因插入分泌表达载体pPIC9K中,转化巴斯德毕赤酵母菌(Pischia pastoris)。经表型鉴定、PCR分析及G418筛选得到Muts型多拷贝整合菌,以1.5%甲醇诱导培养后,经SDS-PAGE检测表达产物,在7.5kD处出现一特异蛋白条带,目的蛋白表达量达410mg/L。Dot blot检测表明,重组蛋白可与抗IGF-Ⅰ多克隆抗体反应。     

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。     

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。     

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.     

内切葡聚糖酶基因在毕赤酵母中高效表达研究

在实现了内切葡聚糖酶基因在毕赤酵母中高效表达的基础上,对表达条件进行了优化研究.根据枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)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的内切葡聚糖酶基因片段.以此片段成功地构建了pPIC-End载体.并转化至巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)GSl 15.经过MD和MM平板筛选和酶活性测定,获得了高效表达的转化子GSl15-pPIC-End I、GSl15-pPIC-EndⅧ和GSl15-pPIC-EndⅧ.在摇瓶培养条件下,酵母工程菌表达优化条件: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.O%,于250mL以上摇瓶培养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860.7、760.3和786.2 U,分别为原始菌株酶活(63.78 U)的13.5、11.9和12.3倍.SDS-PAGE分析表明.表达产物分子量约为79.82 kD,热稳定性分析表明该酶在65℃保温30 min,可保持最高酶活的80%以上.     

弹性蛋白酶基因的克隆及在毕赤酵母中的表达

本研究以一株产弹性蛋白酶的铜绿假单胞菌基因组DNA为模板,经PCR扩增得到的弹性蛋白基因,与GenBank中的序列对比发现同源性为99%。将弹性蛋白酶基因连入到表达载体pPIC3.5K中,经过酶切和测序鉴定证实弹性蛋白酶基因已插入到载体启动子下游,成功构建了质粒pPIC3.5K/PAE。将pPIC3.5K/PAE线性化,通过电转化将目的基因转入毕赤酵母KM71中,利用MD培养基筛选到近400个转化子,再经G418抗性的筛选,获得48株含高拷贝的重组毕赤酵母转化子并用PCR和弹性蛋白平板验证。经过甲醇诱导表达得到高表达的重组酵母菌株,酶活为1060U/mL是出发菌株的26倍。本研究成功克隆到铜绿假单胞菌弹性蛋白酶基因,为实现活性弹性蛋白酶的高效表达奠定了基础。     

犬白细胞介素2在毕赤酵母中的诱导表达及生物活性的测定

以ConA刺激的犬外周血淋巴细胞总RNA为模板，通过RT-PCR方法扩增出犬IL-2成熟蛋白基因，将目的片段连接到pMD18-T载体，测序结果显示，扩增片段与GenBank上发表的序列一致。然后将目的片段连接到酵母表达载体pPICZa-A上，得到重组酵母犬IL-2表达载体pPICZaA-CaIL-2，经SacⅠ酶切线性化后电转化导入毕赤酵母菌株X-33。PCR方法筛选重组酵母菌，甲醇诱导表达，SDS-PAGE结果显示表达上清中有大小约20kDa的目的条带，比实际分子量略大，推测蛋白可能发生糖基化。MTT法测定生物学活性结果表明，重组犬IL-2能够极显著促进犬外周血淋巴细胞增殖。证明酵母表达的犬重组IL-2具有良好的生物学活性。     

Achaetomium sp.Xz8甘露聚糖酶在毕赤酵母中的表达及其酶学性质分析

甘露聚糖酶作为最主要的半纤维素酶类现已被广泛地应用在饲料、造纸、洗涤剂、食品及石油开采等领域。本研究从高温真菌Achaetomium sp.Xz8菌株中利用兼并引物和Thermal asymmetric interlaced PCR(Tail-PCR)的方法克隆获得一个新的糖苷水解酶5家族的甘露聚糖酶基因(man5Xz8)。基因全长1 239bp,序列分析发现其编码412个氨基酸和1个终止密码子,预测的信号肽序列为N端的20个氨基酸。将成熟蛋白序列克隆到毕赤酵母分泌型表达载体p PIC9中,利用甲醇诱导重组酵母菌表达目的蛋白,经SDS-PAGE电泳分析,表达蛋白分子量约55.0 k Da。对其酶学性质进行测定,Man5Xz8的最适p H值为5.0,在p H值9.0可以保持40%以上的酶活性,在p H值5.0~9.0具有良好的p H稳定性。最适作用温度为50℃,并对SDS具有较高的耐受性。以角豆胶为底物,Man5Xz8的比活、Km及Vmax值分别为101.6 U·mg-1、4.4 mg·m L-1、128.2μmol·min-1·mg-1。因此,Man5Xz8为后期研究甘露聚糖酶的工业应用和酸碱催化机制提供了良好的材料。     

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。     

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。     

源于厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2的xynA在毕赤酵母中的高效表达及其酶学性质分析

β-D-1,4-内切木聚糖酶(endo-1,4-β-D-xylanase,xynA,EC.3.2.1.8)简称β-木聚糖酶(β-xylanase),是木聚糖降解酶系中最重要的成员,广泛用于饲料、食品、造纸和生物能源等领域.厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2 xynA具有潜在的开发价值,但是其异源表达的活性较低.本研究根据毕赤酵母(Pichia pastoris)对基因密码子偏好性,对厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2的xynA进行密码子优化.通过全基因合成技术合成优化后的xynAm,并克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K的多克隆位点,构建重组质粒pPIC9K-xynAm,电击转化至毕赤酵母GS115菌株中,以29℃、0.5％甲醇诱导表达,获得重组xynA,并对该酶的酶学特性进行了研究.结果表明,在摇瓶水平条件下,诱导表达108 h时重组β-木聚糖酶活性达到最大值,为612 IU/mL.在10L发酵罐中诱导表达96 h后,xynA的活性为3 515 IU/mL,比活性为2 411 IU/mg;菌体培养湿重、干重和培养上清总蛋白质的浓度分别为324、156和2.25 g/L.非变性十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺(sodiumdodecyl sulfate-polyacrylamide gel electropheresis,SDS-PAGE)凝胶电泳显示,重组木聚糖酶的分子量约为42.7 kD.酶学性质分析表明,重组β-木聚糖酶的最适反应温度为55℃,最适反应pH 6.0,在温度为30～50℃、pH 4.0～10.6之间该酶具有较好的稳定性,其Km=27.86 mg/mL,Vmax=277.78 mg/(mL· min).底物特异性分析表明,重组xynA可水解低粘度阿拉伯木聚糖、高粘度阿拉伯木聚糖、燕麦木聚糖、桦木木聚糖和4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖,但不降解大麦(Hordeum vulgare)β-葡聚糖和地衣多糖.10 mmol/L的Co2+和K+对该酶的活性略有激活作用,Mn2+、Fe2+和SDS对该酶活性有一定的抑制作用.本研究为进一步工业化应用来源于厌氧真菌Orpinomyces sp.PC-2的β-内切木聚糖酶奠定了基础.     

益母草抗菌蛋白LJAMP2的表达及抗菌活性分析

LJAMP2是一种分离自益母草(Leonurus japonicus Houtt.)种子的非专一性脂转移蛋白类抗菌蛋白.将编码成熟的LJAMP2蛋白的基冈(GenBank Accession No.AY971513)插入到巴斯德毕赤酵母(Pichia pas-toris)表达载体pPIC9K中;重组质粒pPIC9K-LJAMP2经线性化后,用电转化法导入毕赤酵母菌株GS115(his-/mut+)中.转化子用含1.75 mg/mL G418的YPD平板筛选获得多拷贝Mut+转化子.将1%甲醇诱导LJAMP2表达后的发酵液,经进一步浓缩、凝胶过滤脱盐、CM FF阳离子交换色谱和反相HPLC进行纯化,获得纯度90%以上的LJAMP2菌株诱导24 h即有LJAMP2的表达,诱导168 h表达量达到最高;表达的LJAMP2蛋白对黑曲霉(Aspergillus niger)、玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)、镰刀菌(Fusarium graminearum)真菌表现出抑制活性.     

疏绵状嗜热丝孢菌糖化酶基因（gla）的克隆及在毕赤酵母中的表达

本研究以疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyces laltltginosus)cDNA为模板,克隆了糖化酶基因(gla),序列分析表明gla的开放阅读框由1854个核苷酸组成,编码617个氨基酸.根据氨基酸序列推算该酶的分子量为64 kD,属于糖苷水解酶第15家族,具有该家族催化保守区的典型特征.PCR扩增gla的成熟蛋白编码基因,构建表达载体,经线性化后电击转化导入巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris GS115),并成功进行了表达.重组酶经摇瓶发酵后酶活可达11.6 U/mL,经硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换等步骤纯化了该重组蛋白,SDS-PAGE显示该重组蛋白大小约为67kD,比推测的蛋白分子量稍大,可能与该蛋白的糖基化有关.该重组酶的最适反应温度和最适pH值分别为60℃和5.0,该酶具有较高的热稳定性,70℃保温20 min后剩余酶活为54%.     

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.     

猪细小病毒VP2蛋白主要抗原域在毕赤酵母中的表达及鉴定

猪细小病毒(Porcine parvovirus,PPV)是一自主型细小病毒(Autonomous parvovirus),它是引起母猪繁殖障碍的主要因素之一。目前国内外的诊断方法多以全病毒为抗原,存在很大的局限性,而重组蛋白无感染性,易于生产和纯化。因此用重组蛋白来检测猪细小病中抗体水平对于猪细小病的防