新型毕赤酵母分泌表达载体的构建与功能验证

巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)是目前应用最广泛的外源蛋白表达系统之一。用于毕赤酵母表达系统的表达载体种类繁多,却因需要甲醇诱导表达或者基因转化过程中引入抗生素基因而限制了其在食品行业中的应用。研究设计以毕赤酵母组成型启动子-GAP启动子替换毕赤酵母表达载体pPIC9上的甲醇诱导型启动子AOX,成功构建了毕赤酵母组成型表达载体pGAPHα。并以里氏木霉木聚糖酶基因xyn2为报告基因进行功能验证,结果表明,该载体可实现xyn2基因在毕赤酵母中的高效表达。在此基础上以经密码子优化后的克鲁维酵母菊粉酶基因信号肽INU替换载体上原有的α-Factor信号肽,结果表明,INU信号肽能够有效引导XYNII的分泌。     

用DGGE法初步解析茯砖茶渥堆发酵过程中真菌群落的结构

为研究茯砖茶发花过程中真菌群落的结构和种类,对茯砖茶渥堆发酵过程中不同时间段黑毛茶样品中真菌群落的18S rDNA高变区进行扩增,对真菌18S rDNA变性梯度凝胶电脉(DGGE)图谱中的条带进行回收、克隆、测序和序列比对。结果表明:茯砖茶渥堆发酵过程中的真菌类型丰富,有好干性酵母(Wallemia sebi)、假丝酵母菌(Candida sp.)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)、路德酵母(Lodderomyces sp.)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、隐球酵母(Cryptococcus sp.)、牧草红酵母(Rhodotorula graminis)、阿姆斯特丹散囊菌(Eurotium amstelodami)、灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)、米赫根毛霉(Rhizomucor miehei)、微小根毛霉(Rhizomucor pusillus)、白地霉(Galactomyces geotrichum)、安大略假单胞菌(Candida ontarioensis)、真皮毛孢子菌(Trichosporon dermatis)、斜卧青霉(Penicillium decumbens)、曲霉(Aspergillus penicillioides)等真菌存在;以渥堆24 h为分界点,真菌群落结构在分界点前后变化较大;真菌群落多样性指数在渥堆0~16 h呈升高趋势,16~24 h略有降低,24 h后继续升高,在渥堆后40 h上升到最高水平2.348,而渥堆40~48 h仍然维持在较高水平;在整个渥堆过程中,优势菌路德酵母、汉逊德巴利酵母和次优势菌阿姆斯特丹散囊菌均有出现,在渥堆后期出现了次优势菌好干性酵母、汉逊德巴利酵母和酿酒酵母;比对结果表明,渥堆过程中同时存在3株好干性酵母菌和7株阿姆斯特丹散囊菌,说明在渥堆发酵过程中优势菌种存在多样性。本研究结果表明,采用DGGE指纹图谱能全面、真实地反映茯砖茶渥堆发酵过程中真菌群落的结构和多样性变化。     

猪α干扰素基因经密码子改造在毕赤酵母菌中的高效分泌表达

根据毕赤酵母Pichia pastoris表达系统对于密码子的偏嗜性,将去除信号肽的猪α干扰素(PoIFN-α)基因重新设计改造并合成一段新的核苷酸序列,置于毕赤酵母菌α因子分泌信号的DNA序列后,构建成pPICZαC-PoIFN-α分泌型重组表达载体,电转化进入野生型毕赤酵母菌X-33中,经ZeocinTM抗性筛选后...     

抗甲胺磷单链抗体基因的酵母表达及性质鉴定

为了构建高效表达阳性抗甲胺磷单链抗体(scFv)基因的巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris系统,设计引物扩增阳性克隆scFv基因,亚克隆至表达载体pPICZαC,构建重组酵母表达质粒pPICZαC-scFv,线性化pPICZαC-scFv并高效电转P.pastoris(X-33),抗性梯度筛选转化子以获得高效表达菌株,对获得的菌株先后进行表达条件的优化、优化条件下的诱导表达及单链抗体性质研究。结果:获得了稳定高效表达菌株X-33-Pp-Met-28D4-1,该菌株优化条件下的scFv诱导表达量为25 mg/L,纯化产物对甲胺磷的抑制中浓度IC50为93.52μg/mL,抗原抗体亲合常数为2.34×10-8mol/L。因此利用Pichia pastoris表达系统可大量制备功能性抗甲胺磷单链抗体。     

鸡γ干扰素基因在毕赤酵母中的分泌表达

为了获得高效分泌表达ChIFNγ的重组毕赤酵母菌株,利用基因工程技术,将435 bp的ChIFNγ成熟肽编码基因亚克隆到巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris表达载体PPICZαC中,将该重组质粒用BstX Ⅰ线性化并通过电击法转化毕赤酵母X-33菌株,用500 μ/mL抗生素Zeocin筛选高拷贝阳性重组菌.甲醇诱导表达的重组ChIFNγ经SDS-PAGE电泳,可在相对分子质量约2.0×104处检测到目的蛋白带,目的蛋白占酵母表达上清液总蛋白质的35％.微量细胞病变抑制法检测表达产物的生物学活性,检测结果表明,巴斯德毕赤酵母表达的重组ChIFNγ的抗病毒效价为6 400 U/mL.     

来源于Cronobacter universalis的植酸酶酶学性质的研究

按照毕赤酵母(Pichia pastoris)对密码子的选择偏向性,对来源于细菌(Cronobacter universalis)的植酸酶基因(以下命名为CuPhyS)进行了密码子优化改造,合成并且作为外分泌蛋白成功地在毕赤酵母GS115里表达,CuPhyS的蛋白分泌量可积累到45μg/mL。酶学性质研究表明:该酶的最适pH为4.0,最适温度为50℃,在pH 3.0—12.0时该酶比较稳定,在50℃下热稳定性较高;以植酸钠作为底物,Mg~(2+)对酶活有一定的激活作用,Cu~(2+)对酶活有一定的抑制作用;该酶还具有良好的抗胰蛋白酶水解的能力和部分抗胃蛋白酶水解的能力。     

荞麦淀粉酶水解工艺条件研究

为探索荞麦淀粉酶水解特性及工艺条件,试验采用中温α-淀粉酶、真菌α-淀粉酶及其不同组合对荞麦淀粉进行水解,并在水解温度、pH、底物浓度及酶用量等单因素试验的基础上进行了二次回归正交旋转试验,确定了荞麦淀粉酶解工艺条件。结果表明,真菌α-淀粉酶适用于荞麦淀粉水解,其淀粉转化率和DE值均较高;各因素对真菌α-淀粉酶水解荞麦淀粉影响程度大小依次为pH>水解温度>酶用量>底物浓度;真菌α-淀粉酶水解荞麦淀粉的适宜工艺条件为:水解温度54℃,pH 6.0,底物浓度50 g/L,酶用量100~130 U/g,水解时间为75 m in,在此工艺条件下荞麦淀粉酶水解度为66.05%。     

巴斯德毕赤酵母表达系统研究进展

巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)表达系统是基因工程研究中广泛使用的真核表达系统,对Pichia pastoris基因结构、载体元件以及影响外源基因表达的因素等进行了较为全面的综述.     

鸡α干扰素在巴斯德毕赤酵母中的分泌表达及抗病毒功能初探

为了研究鸡α干扰素(ChIFNα)基因的特性和功能,将鸡α干扰素的DNA序列克隆到巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)分泌表达载体pPIC9K中,并转化入巴斯德毕赤酵母GS115菌株,用PCR技术鉴定阳性转化子。重组菌株GS115/pPIC9K-IFNα用1%甲醇诱导后,分泌表达重组蛋白,斑点杂交(dot-blot)检测IFNα具有免疫原性。细胞病变抑制法表明,表达产物有明显的抗鸡H9N2亚型禽流感病毒活性。     

利用透明颤菌血红蛋白在低氧条件下提高毕赤酵母中植酸酶的表达

为了提高毕赤酵母(Pichia pastoris)中重组植酸酶的表达,在来源于Pichia stipitis的低氧诱导启动子PsADH2控制下,进行了透明颤菌血红蛋     

猪α干扰素在毕赤酵母中的分泌表达

利用PCR技术从长白猪全血基因组DNA中扩增出猪α干扰素的成熟肽(mPoIFN-α)基因,并将其亚克隆到含分泌信号肽序列的毕赤酵母(Pichia pastoris)-大肠杆菌(Escherichia coli)穿梭质粒pPIC9K载体中,构建分泌型重组表达载体pPIC9K-mPoIFN-α。将SalⅠ线性化的pPIC9K-mPoIFN-α电转化毕赤酵母GS115株(组氨酸缺陷型),使重组表达载体与酵母染色体发生同源重组。转化子经MD平板筛选和PCR鉴定后,得到的阳性菌株再以G418抗性梯度法筛选多拷贝重组子。该多拷贝菌株经1%甲醇诱导表达,表达产物经SDS-PAGE和Western-blot检测,结果表明,猪α干扰素在毕赤酵母中成功地获得了分泌表达,并具有免疫活性,表达产物约为19kD,这为进一步研究猪α干扰素的功能奠定了基础。     

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.     

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。     

罗非鱼热休克蛋白70在毕赤酵母中的表达与纯化

以尼罗罗非鱼血液mRNA反转录获得编码罗非鱼Hsp70完整cDNA,重组构建罗非鱼真核表达载体pPIC9K/rtHsp70;在毕赤酵母Pichia pastoris KM71中表达重组罗非鱼的热休克蛋白70（rtHsp70）,对表达上清液进行SDS-PAGE及Western blot分析;采用亲和层析、HiTrap Desalting预装柱脱盐纯化目的蛋白。结果表明：克隆至pMD载体上的基因与目的基因完整编码区序列完全一致;诱导表达上清液经SDS-PAGE及Western blot分析,上清液中蛋白条带大小与目的蛋白相对分子质量大小一致;每升诱导上清液可以获得约2 mg纯化蛋白。本研究中获得的rtHsp70毕赤酵母工程菌及纯化的rtHsp70为后期rtHsp70-肽疫苗研究奠定了基础。     

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%。     

牛气管抗菌肽在毕赤酵母中的表达与鉴定

为了在毕赤酵母中获得牛气管抗菌肽(bTAP)的表达,根据已发表的牛气管抗菌肽序列和毕赤酵母对密码子的偏爱性设计2对引物,采用重叠延伸PCR法获得bTAP DNA序列,将其与毕赤酵母(Pichia pastoris)pPIC9K质粒连接,构建表达载体pPIC9 K-b TAP.用Sal Ⅰ酶切线性化pPIC9 K-b TAP质粒后电转化毕赤酵母GS115,经G418筛选阳性克隆,并用甲醇诱导其表达.SDS-PAGE分析结果表明表达的重组蛋白质分子量正确,抑菌试验结果表明表达的重组蛋白质bTAP对金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌效果.     

一种新颖的毕赤酵母酸性蛋白酶基因的克隆和异源表达以及酶学性质研究

采用基因克隆方法获得酸性蛋白酶基因,在毕赤酵母KM71表达系统中进行表达,并将重组酵母酸性蛋白酶rPrA经过浓缩后研究其酶学性质,初步探究了rPrA对大豆蛋白和酪蛋白的水解情况.结果表明:经过异源表达后的重组毕赤酵母酸性蛋白酶分子量约为44 ku,在pH3.0的发酵条件下酶活最高,可达46.92U/mL.该酸性蛋白酶的最适pH值为3.0,最适温度为35℃.Mn2+对该酶活性有激活作用,多种金属离子对该酶有抑制作用;0.1 mmol/L的Pepstain A即可完全抑制酶活,说明此重组酶的活性中心有天冬氨酸残基.对大豆蛋白和酪蛋白的初步水解试验可知,当E/S为4 000 U/g时,此重组酶对大豆分离蛋白和酪蛋白的水解度分别为9.0％和8.34％.优化发酵条件以及与多种蛋白酶进行复配,该重组蛋白酶将在蛋白水解中有很好的应用前景,有望应用到畜禽饲料加工行业.     

黑曲霉GAⅠ基因的克隆及在P.pastotis中的分泌表达

采用RT-PCR技术，从黑曲霉的菌丝体RNA中扩增出葡萄糖淀粉酶GAⅠ的结构基因，将其连接到pPICZαA载体中，转入巴斯德毕赤酵母GS115中，获得8株重组酵母：甲醇诱导目的蛋白分泌表达，葡萄糖淀粉酶酶活最高达174U／mL，占上清液蛋白的36％。     

普鲁兰酶基因在毕赤酵母中的表达研究

现代工业体系中,淀粉的加工过程是通过添加多种酶制剂逐步水解来完成的,普鲁兰酶作为一种重要的淀粉脱支酶在工业上主要用于淀粉加工中的糖化反应,在糖化反应时加入普鲁兰酶,分支点处的α-1,6连接可被普鲁兰酶水解,可以最大限度减少糊精生成量,提高麦芽糖的含量,使淀粉大分子降解效率大幅度提升。本实验含有从嗜热菌Thermogota thermarum的普鲁兰酶基因的重组质粒出发,设计引物扩增出含有双酶切位点的线性基因;选用pPIC3.5k质粒作为载体进行毕赤酵母胞内表达;双酶切质粒和基因后酶连获得正确转化子;在大肠杆菌中进行大量克隆并提取质粒,将质粒线性化后浓缩纯化,并以同源重组整合的方式电转入毕赤酵母GS115基因组中,然后筛选出甲醇利用快速型和高拷贝型的阳性转化子;对该重组菌进行了诱导,分析了其表达量。     

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.