密码子优化烟曲霉壳聚糖内切酶基因在毕赤酵母中的高效表达

[目的]烟曲霉(Aspergillus fumigatus)壳聚糖内切酶基因(Chitosanase,EC.3.2.1.132)(csn)的高效表达研究。[方法]根据毕赤酵母密码子的偏爱性对壳聚糖内切酶的基因进行了优化,利用连续延伸PCR方法扩增全长csn基因,构建重组质粒pPIC9k-csn,将重组质粒pPIC9k-csn线性化后转化毕赤酵母GS115,分析重组蛋白的表达,测定其酶活性,并对其酶解产物成分进行分析。[结果]实现了密码子优化后的壳聚糖内切酶的高效表达,重组菌株比野生菌株所产的壳聚糖内切酶活性提高了近20倍。[结论]该研究成功实现了烟曲霉壳聚糖内切酶基因在毕赤酵母中的高效表达,为工业化大规模生产壳聚糖酶奠定了基础。     

黑曲霉内切β-1,4-葡聚糖酶在毕赤酵母中的高效表达

利用RT-PCR技术,提取黑曲霉(Aspergillus niger)L3的总RNA进行反转录,并通过PCR扩增得到去除天然信号肽的β-1,4-葡聚糖酶基因eg Ⅰ,将其插入到毕赤酵母表达载体pPIC9k上,使之位于α-因子信号肽下游,并与之同框,构建重组表达质粒pPIC9k-eg Ⅰ,电击转化毕赤酵母GS115,经MM、MD、CMC-Na和G418平板筛选,得到重组毕赤酵母工程菌1#和5#,在摇瓶中β-1,4-葡聚糖酶酶活分别达到1456 U/mL和1928U/mL.重组酶最适温度为70℃,最适pH为5.0.     

稻瘟病菌一假定几丁质酶在毕赤酵母中的表达

本研究从稻瘟病菌菌株Guy11中提取总RNA,利用RT-PCR方法扩增到一假定几丁质酶基因MGG_08054.6的cDNA序列,将其亚克隆至带有His-tag标签的酵母表达载体pPIC3.5K中,构成重组质粒pPIC3.5K-ws,电击转化至毕赤酵母菌菌株GS115,通过MD-MM平板筛选及PCR验证获得重组酵母转化子GS115-PICH-ws;阳性转化子在甲醇诱导下,成功分泌出重组蛋白.SDS-PAGE分析表明,重组蛋白分子质量为48 ku,与其理论计算值基本相符;Ni-NTA法分离纯化后的重组蛋白经DNS法测定具有几丁质酶活性.     

展示在巴斯德毕赤酵母细胞表面的内切-1,4-β-葡聚糖酶的酶学性质

本研究目的是利用毕赤酵母细胞表面展示技术来改善内切-1,4-β-葡聚糖酶的酶学性质。结果显示,SDS-PAGE显示展示酶(DEG)的分子量为34.1kDa,对CMC-Na有底物专一性。与游离酶(FEG)相比,DEG的最适作用温度和最适作用pH值未发生变化,分别为70℃和4.0;对底物的亲和力降低;pH 2.5~8.5时酶活残留率为60%,比游离酶高0.5倍;温度70℃时酶活无损失,残留率为102%,同等条件下比游离酶高1.5倍;DEG重复使用10次以后保留活性仍为65%;而且展示酶对Co2+、Mn2+、Hg2+等重金属离子的耐受力也大大增强。本研究结果表明,展示内切-1,4-β-葡聚糖酶的酶学性质得到大幅度改善,其酸热稳定性、重金属离子耐受性和操作稳定性均有所提高,DEG作为一种酵母全细胞生物催化剂在各种纤维素降解领域具有很广阔的应用前景。     

抗菌肽SMAP-29基因密码子优化及其在毕赤酵母中的表达

[目的]对抗菌肽SMAP-29的基因密码子进行优化,并使其在毕赤巴斯德酵母(Pichia pastoris)中表达。[方法]根据已知抗菌肽SMAP-29的氨基酸序列,参照毕赤巴斯德酵母密码子的偏好性,设计合成抗菌肽SMAP-29成熟肽基因片段,并同载体pPIC3.5K连接,电击转化至毕赤酵母受体菌GS115中,经G418筛选高拷贝转化子,并用MM、MD板和PCR法筛选Mut+表型。用甲醇诱导表达构建好的重组酵母表达基因工程菌,并裂解酵母细胞进行Tricine-SDS-PAGE分析。[结果]在诱导至第2天的细胞裂解液中检测到与预测的SMAP-29分子量相当,约为3.2 kD的表达带;表达产物对金黄色葡萄球菌和白色念珠菌有明显的抑菌作用,而对大肠杆菌抑菌效果不明显。[结论]该研究为SMAP-29在生物医学、农业等领域中的应用奠定基础。     

黑木耳漆酶基因在毕赤酵母中的表达及其酶学性质研究

应用SignalP 3.0 Server软件对黑木耳漆酶基因lac1(GenBank No.AY450405)编码的蛋白质序列进行分析,发现在其N端存在18个氨基酸的信号肽序列。通过RT-PCR克隆了lac1基因,分别构建带有自身信号肽的lac1基因毕赤酵母表达载体pPICN-lac1和以α因子信号肽替换自身信号肽的lac1基因毕赤酵母表达载体pPIC9-lac。将这两个载体转化巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115细胞,获得基因工程菌GS115-pPICN-lac1与GS115-pPIC9-lac。SDS-PAGE分析和酶活性测定结果表明,在转化后者中漆酶基因得到了有效分泌表达,而在转化前者中漆酶基因未能得到有效分泌表达。进一步研究确定GS115-pPIC9-lac菌株液体发酵的最适pH为4.0,在此发酵条件下,其分泌表达的漆酶最高酶活为0.149U·mL-1。酶学性质研究表明,该酶的最适反应温度为40℃,最适反应pH为5.0,在最适反应条件下其pH稳定性和热稳定性均较好。     

重组毕赤酵母表达棘孢木霉几丁质酶gene02524的酶学性质及抑菌活性

几丁质酶是催化降解几丁质的水解酶,在防治植物真菌病害与虫害方面的应用越来越广泛,是一种重要的生防蛋白。棘孢木霉TD3104是一株优良的植物病害生防菌,几丁质酶在抑菌防病过程中发挥重要作用。为克隆表达棘孢木霉TD3104几丁质酶基因gene02514,明确酶学性质和抑菌活性,利用毕赤酵母表达系统对目的蛋白进行表达,并通过SephadexG-100凝胶进行纯化,对序列进行分析并研究其酶学性质及进行体外抑菌试验。本研究成功地构建了pPIC9K/gene02524重组载体,并且经过比对发现其包含GH18家族的特征氨基酸序列,获得了毕赤酵母转几丁质酶基因工程菌,表达的重组几丁质酶表观分子量44.4 ku,K_m=2.048 2 g/L,V_max=0.635 5×10³μmol/（L·min）,最适反应温度为50℃,最适pH值为5.0,在pH值为3.5时稳定性最高;金属离子Cu²⁺、Hg²⁺可强烈抑制酶活性;可抑制金黄壳囊孢菌等病原真菌的生长。研究结果为解析棘孢木霉几丁质酶在生防中的作用及功...     

甜味蛋白Brazzein基因的合成及在毕赤酵母中的表达

用连接PCR合成出甜味蛋白Brazzein的基因,克隆到PUC 57质粒中测序后,用EcoR I 和Not I双酶切,连接到pPIC 9 k,电转化毕赤酵母GS 115,经MD和MM平板筛选,获得His+Muts重组子.0.5%甲醇诱导表达96 h后,对发酵液和细胞进行SDS-PAGE分析,在发酵液中没有蛋白带出现,在细胞裂解液中出现相对分子质量约6.0 kd的特异性甜味蛋白条带,与预期的相对分子质量大小相符.用BCA蛋白定量试剂盒测定,Brazzein在毕赤酵母中的表达量可达329 mg/L.     

脉胞菌lca-1基因调控无性产孢及类胡萝卜素的合成(英文)

[目的]为了深入了解粗糙脉胞菌类胡萝卜素合成调控机制。[方法]该研究通过对粗糙脉胞菌基因突变体库中6087株突变体进行筛选,并对突变体类胡萝卜素与无性孢子的产量进行测定;最后采用实时荧光定量RT-PCR技术对无性产孢及类胡萝卜素合成相关基因进行转录分析。[结果]新发现6个基因敲除突变体营养生长正常,但类胡萝卜素的合成降低,其中表型较好的1个突变体,其无性产孢量与类胡萝卜素合成量均明显降低。该突变体所缺失的基因编码一种依赖ATP的染色体重建复合体的ATP酶链ISW1,我们将该基因命名为lca-1。进一步测定发现lca-1基因的突变导致无性产孢及类胡萝卜素的合成量较野生菌株分别降低了88%和81%。[结论]lca-1对脉胞菌的无性产孢和类胡萝卜素合成具有重要的正调控作用。     

α-淀粉酶基因在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

以克隆自野油菜黄单胞菌的α-淀粉酶基因质粒(pHN8004)为模板,通过PCR方法将α-淀粉酶基因克隆到毕赤酵母表达载体pHBM905A中,转化毕赤酵母GS115.利用甲醇对重组毕赤酵母GS115(pHBM905AM1)进行诱导,实现了表达.培养温度为28℃,用体积分数为1.0%的甲醇诱导,第7天分泌表达的α-淀粉酶酶活性最高,为1 081 U.mL-1,该酶的最适反应温度和最适反应pH值分别为50℃和5.9.     

Expression and Characterization of a Thermostable Xylanase Gene xynA from a Themophilic Fungus in Pichia pastoris

The gene of xylanase (xynA) was amplified by RT-PCR from the total RNA of a themophilic fungus Thermomyces lanuginosus SY2. The sequence analysis showed that gene coding region of mature peptide contained 0.585 kb, which coded 194amino acids. The putative amino acid sequence and DNA sequence of xylanase from T. lanuginosus SY2 (GenBank no.:GU166389) were 98.97 and 99.49% identical to the other T. lanuginosus (GenBank no.: U35436). A recombinant plasmid pPIC9K-xynA was constructed by inserting gene xynA into Pichia pastoris secretory vector pPIC9K. Linearized pPIC9K-xynA was transformed into P. pastoris GS115 with the method of electroporation. The recombinant strain was identified by G418 selection and confirmed by PCR analysis. It was induced by 1.0% methanol at 28℃ to express the recombinant xylanase. The results showed that the recombinant xylanase was secreted into extracellular fermentation liquid. The highest enzyme activity of 113.5 IU mL-1 and protein content of 889.7 μg mL-1 were detected for 216 h of induction. The optimal pH value and temperature of the enzyme activity was 5.5 and 65℃, respectively. The xylanase activity retained above 80% from pH value 2.5 to 8.5 for 48 h. The enzyme activity was above 85% at incubation temperature of 55℃.     

特异腐质霉来源漆酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,在有机农药残留和木质素的降解方面具有潜在的工业价值。从特异腐质霉Y1(Humicola insolens Y1)中分离到了漆酶基因Lac1,其全长1 803 bp,编码600个氨基酸,与NCBI蛋白数据库比对结果表明,与来源于Chaetomium globosum CBS 148.51(XP_001228806)的多酚氧化酶序列相似性最高为71%,表明是一个新的漆酶基因。将其克隆入毕赤酵母表达载体pPIC9r中,通过PCR和SDS-PAGE检测证实基因已经整合入酵母基因组中且能分泌表达。在3 L发酵罐中,重组Lac1蛋白表达量达到3.79mg/mL发酵液,酶活性达到1.3 U/mL发酵液。酶学性质分析结果显示,漆酶的最适作用温度为65℃,最适反应pH为4.5,且在pH 6～11的范围内酶的相对活力均在70%以上。     

三角褐指藻Δ6脂肪酸脱饱和酶基因克隆及其表达分析

γ-亚麻酸在人类的健康与营养中具有重要的功能,利用基因工程手段提高其产量是满足其需求日益增大的途径之一。Δ6脂肪酸脱饱和酶是γ-亚麻酸合成途径中的关键酶,催化亚油酸（C18∶2 Δ9,12）到γ-亚麻酸（C18∶2 Δ6,9,12）的反应。通过克隆三角褐指藻的Δ6脂肪酸脱饱和酶基因,并连入酵母表达载体pPIC3.5K中,在毕赤酵母中进行了表达,结果表明：重组酵母经甲醇诱导后表达转入的外源基因,气-质联用分析显示重组毕赤酵母中含有γ-亚麻酸和SDA（18∶4 Δ6,9,12,15）,其含量分别为2.5%和0.8%。     

猪IFN-α在巴斯德毕赤酵母中的分泌表达

为了获得高效抗病毒活性的猪α-干扰素蛋白,采用PCR法扩增获得猪α-干扰素基因完整的开放阅读框(ORF),构建重组表达质粒pPICZαC-IFN,电击转化毕赤酵母感受态细胞X33.挑阳性菌落诱导表达,离心取上清,SDS-PAGE和Western-blotting分析,可见1条相对分子质量约19 400的清晰蛋白条带,与理论值相符,表明表达产物为猪α-干扰素.在Vero细胞上检测该干扰素抗VSV的活性为4.04×106IU/L.     

土曲霉植酸酶基因在巴斯德毕赤酵母中的高效表达

参考已报道的植酸酶基因phyA全序列设计一对引物,用PCR方法从土曲霉穴Aspergillusterreus雪总DNA中扩增到去除信号肽和内含子后约1.4kb的phyA基因编码区片段,对该片段进行了克隆与序列测定。进一步用该片段构建了pPIC9K-phyA分泌型表达载体,并转化毕赤酵母穴Pichiapastoris雪GS115。通过表达产物的酶活性检测和SDS-PAGE电泳分析,植酸酶在重组转化子中得到了有效分泌和高效表达。摇瓶诱导发酵132h后发酵液中植酸酶的活性可达167u·mL-1;表达产物在pH2.0～8.0均有活性,最适pH为5.5,最适温度为55℃。     

烟曲霉植酸酶基因的克隆及在毕赤酵母的高效表达

根据文献报道的烟曲霉植酸酶序列，设计引物以烟曲霉CCTCCAF93044的总DNA为模板进行梯度PCR，扩增出了1条约1．4kh的带，将该片段进行DNA序列测定，其序列与已报道的烟曲霉植酸酶序列完全一致，但只编码完整的成熟植酸酶序列。将该片段克隆到毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K上，获得表达质粒pHBM108。该质粒转化毕赤酵母KM71所得重组子经PCR验证后进行诱导表达，其中一重组子经144h诱导，植酸酶表达量至少为1．25mg／ml，比同类报道的表达量高出60％以上，以植酸钠为底物测得酶活为11．17U／ml。     

高温中性蛋白酶基因的克隆及毕赤酵母表达研究

对地衣芽孢杆菌XJT9503高温中性蛋白酶进行了克隆,并在毕赤酵母中进行了表达.以高温中性蛋白酶产生菌地衣芽孢杆菌XJT9503基因组DNA为模板,通过PCR扩增,获得高温中性蛋白酶(Tnp)基因的特异性片段,大小约为1 kb.通过EcoRI、NotI 双酶切后,将该基因连入毕赤表达载体pPIC9K,并整合到毕赤酵母SMD1168基因组中,构建的基因工程菌,进行甲醇诱导表达.结果表明,基因工程菌发酵72 h,有最大酶活,为19 U/mL;酶的最适作用温度为65℃,与原始酶的最适作用温度相符.证明研究成功克隆了高温中性蛋白酶基因,并在毕赤酵母中正确表达.     

猪hepcidin基因质粒载体的构建及其在毕赤酵母中的表达

为构建猪hepcidin毕赤酵母(Pichia pastoris)分泌型表达载体,实现其真核表达,本文采用RT-PCR方法获得猪肝脏中的铁代谢调节基因hepcidin,通过连接酶使其与真核表达载体pGAPZaA相连构建重组表达质粒pGAPZaA-hepcidin。利用高压电击处理,使质粒载体转入到毕赤酵母中,用含Zeocin抗生素的YPD平板筛选阳性转化子,并做PCR鉴定。结果表明:hepcidin基因准确地插入表达载体pGAPZaA,并已整合到酵母基因组中,并成功构建了酵母重组表达质粒。