基于重组毕赤酵母的鳜鱼β-防御素生物合成及其抑菌活性

鳜鱼β-防御素(Siniperca chuatsiβ-defensin,ScBD)多肽链由N端的信号肽和C端的成熟肽组成,通过构建产鳜鱼β-防御素的毕赤酵母重组菌株,以解决天然免疫小分子抗菌肽的来源问题。通过RT-PCR从鳜鱼脾脏中分离编码β-防御素成熟肽的基因ScBD,将其与表达载体pPICZαA连接后构建重组表达载体pPICZαA-ScBD并转入毕赤酵母X-33;通过含高浓度博来霉素的YPD平板筛选阳性转化子后,于28℃、250 r/min和pH 6.0的条件下,使用1%甲醇诱导表达96 h;经镍离子亲和层析对重组毕赤酵母菌株的产物进行纯化,并对纯化产物进行MALDI-TOF/TOF质谱鉴定;通过平板涂布法和浊度法检测该重组菌株产物的抑菌活性。结果表明:基于质谱分析的一级结构鉴定证明纯化产物为分子量6.35 ku的预期重组ScBD;抑菌实验显示重组菌株产物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和副溶血性弧菌(Vibrio parahemolyticus)的抑制率分别为94.34%、86.97%和85.92%。本文构建的重组毕赤酵母菌株能有效合成具有生物学活性的重组ScBD,为鱼类来源天然小分子抗菌肽的进一步开发提供了技术途径。     

重组抗菌肽Cecropin P1在毕赤酵母X-33中的表达以及纯化后的生物活性分析

为了在毕赤酵母 Pichia pastoris 表达系统中表达猪源Cecropin P1并分析其生物活性,根据Cecropin P1的氨基酸序列和毕赤酵母的密码子偏嗜性设计引物,通过SOEing法合成全基因片段载入到PpicZαA质粒中,酶切线性化重组质粒PpicZαA-cecropin P1后电穿孔导入毕赤酵母X-33中进行整合,经Zection筛选和PCR检测获得高拷贝的转化子.发酵表达后将表达产物经加热预处理和Sephadex G-25层析及冻干浓缩后,Tricine-SDS-PAGE显示明亮单一条带.采用琼脂扩散法对纯化后的抗菌肽的热稳定性、酸碱稳定性、耐胰酶和胃蛋白酶稳定性进行了生物活性分析,结果表明Cecropin P1具有较强的热稳定性、酸稳定性及胃蛋白酶稳定性,但是在碱性环境下和胰酶作用下抑菌活性明显下降.     

杂合抗菌肽Scy-Hep3在毕赤酵母中的分泌表达及其抗菌活性

为获得体外稳定表达的高抗菌活性新型抗菌肽,通过重叠延伸PCR技术获得了拟穴青蟹抗菌肽Scygonadin (简记为Scy)和斜带石斑鱼抗菌肽Hepcidin 3 (简记为Hep3)的杂合抗菌肽基因scygonadinhepcidin3 (简记为scy-hep3),将scy-hep3与毕赤酵母Pichia pastoris的p PIC9K质粒连接,构建了分泌型表达载体p PIC9K-scy-hep3,用电转化法将其转化至毕赤酵母GS115菌中,经甲醇诱导表达和亲和纯化后获得杂合抗菌肽Scy-Hep3,并进行抗菌活性分析。结果表明:本研究中成功构建了重组毕赤酵母菌株GS115/p PIC9K-scy-hep3,用体积分数为0. 5%的甲醇诱导表达24 h,分泌表达上清液中获得了稳定表达的相对分子质量约24 000的表达产物,与预期杂合抗菌肽Scy-Hep3的大小相符;抗菌活性结果表明,杂合抗菌肽Scy-Hep3具有广谱抗菌活性,对被测的3种革兰氏阳性菌(溶壁微球菌Micrococcus lysodeikticus、谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus)和4种革兰氏阴性菌(施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri、荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens、嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila和弗氏志贺氏菌Shigella flexneri)具有较强的抗菌活性(最小抑菌浓度MIC12μmol/L);对比于单一的抗菌肽Scy和Hep3,杂合抗菌肽Scy-Hep3的抗菌活性显著增强。本研究结果将为杂合抗菌肽Scy-Hep3的生产和开发应用提供数据资料。     

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.     

牛乳铁蛋白多肽的合成及抗菌活性试验

用化学合成法合成了以酵母偏爱密码子编码的抗菌肽LfcinB基因片段.合成片段与酵母表达载体DPICZα A重组,构建胞外分泌表达载体pPICZα A-LfcinB,通过限制性内切酶Sac Ⅰ酶切线性化,电击法转化毕赤酵母X-33宿主菌,Zeocin抗性筛选,经PCR检测LfcinB基因与毕赤酵母染色体稳定整合.阳性克隆经甲醇诱导表达LfcinB,诱导表达6 d,每24 h取上清1 mL,进行抑菌试验.结果表明,抗菌肽牛乳铁多肽基因已整合剑酵母细胞基因组中并获得表达,经0.5%甲醇在30℃诱导48 h可产生较高抗菌活性的抗菌肽,表达产物具有较强杀菌作用.     

重组家蝇抗菌肽Des-HF在酵母中的表达及对金黄色葡萄球菌的抗菌活性

参考家蝇防御素抗菌肽基因序列(AY260152) 设计4条引物,用降落PCR方法获得家蝇防御素抗菌肽成熟肽基因.将基因克隆人酵母表达载体pPICZα-A,构建分泌型重组酵母表达载体pPIC-Des-HF,转化Pichia pastoris受体菌SMD1168,在醇氧化酶(AOX) 启动子调控下,相对分子质量约5 000的重组抗菌肽Des-HF获得表达.抗菌试验结果表明,该表达产物对金黄色葡萄球菌有较好的抑菌活性.以小鼠为试验模型研究重组抗菌肽对金黄色葡萄球菌的体内抗菌活性,试验结果表明,240μg重组Des-HF可分别保护小鼠免受10倍最小致死浓度的金黄色葡萄球菌(ATCC26003) 和Cowan I的攻击.     

O型口蹄疫病毒VP1-2A基因及多表位片段在毕赤酵母中的表达

利用毕赤酵母表达系统串联表达O型口蹄疫病毒(FMDV)VP1-2A基因及O型FMDV多表位片段(CTE),将O型FMDVvp1基因和CTE多表位片段克隆到毕赤酵母分泌性表达载体pPIC9K中,构建重组表达载体pPIC9K-VP1-2A-CTE并测序。经SalI线性化后,通过电击转化法将重组质粒导入毕赤酵母GS115中,并对表达产物用SDS-PAGE和Western blot进行分析。重组质粒通过电转进入毕赤酵母后,能表达相对分子量为41.8KD(CTE)和26.5KD(VP1-2A)的蛋白,经Western blot分析,两种蛋白均具有抗原性。在毕赤酵母中成功地表达O型FMDVVP1-2A蛋白和多表位片段(CTE),为研制新型口蹄疫的基因工程疫苗奠定了基础。     

转天蚕素AD（CAD）基因于紫花苜蓿的研究

为了探索利用紫花苜蓿Medicago sativa作为生物反应器生产杂合抗菌肽天蚕素AD(Cecropin AD,CAD)的可行性,通过PCR搭桥方法合成了CAD全长基因,并插入对外源基因表达有一定促进作用的调控元件:Ω序列、Kozak序列及KDEL四肽序列,然后将改造后的CAD基因克隆进载体pCAMBIA1390R,构建了pCAMBIA1390R-CAD植物表达载体.将重组质粒转入根癌农杆菌Agrobacterium tumefacienLBA4404,并通过农杆菌介导方法将CAD基因转化入紫花苜蓿.在含潮霉素(20 mg/L)的筛选培养基上筛选转基因植株,通过PCR、Southern blotting检测,CAD基因已经转入紫花苜蓿中;提取蛋白质进行抑菌活性研究,结果表明转基因苜蓿蛋白提取物对沙门氏菌Sal-monella及金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus具有一定抑菌活性.     

杂合抗菌肽基因的设计及表达载体的构建

为高效表达具有高抗菌活性的抗菌肽,根据Magainin 2(MA)、Sapecin(SA)和Melittin (ME)基因核心序列,设计杂合抗茵肽MA-SA-ME(MSM)基因并进行密码子优化.生物信息学分析显示,该抗茵肽具有很好的抗茵作用.将MSM基因与毕赤酵母表达载体pPICZQ-A连接,构建重组表达载体pPICZ...     

东北林蛙皮肤抗菌肽dybowskin-1ST的表达、纯化及抑菌活性分析

  【目的】利用毕赤酵母菌真核表达系统重组表达东北林蛙皮肤抗菌肽dybowskin-1ST,分析评价dybowskin-1ST的抑菌活性。【方法】采用TRIzol法提取蛙皮总RNA,经RT-PCR扩增获得抗菌肽dybowskin-1ST基因,将目的基因克隆到毕赤酵母菌分泌型表达质粒pPIC9K中,得到重组质粒pPIC9K-1ST。经电转化将pPIC9K-1ST转入到毕赤酵母菌GS115中,获得高效表达dybowskin-1ST的重组菌株。以甲醇诱导重组菌株,上清液经SDS-PAGE检测表明有目的蛋白dybowskin-1ST分泌表达。目的蛋白经Ni-agarose色谱柱分离纯化后,对大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯氏杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、肠炎沙门氏菌和蜡状芽孢杆菌进行抑菌活性分析。【结果】成功构建了东北林蛙皮肤抗菌肽dybowskin-1ST的毕赤酵母真核表达系统,且dybowskin-1ST对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有良好的抑菌效果。【结论】东北林蛙皮肤抗菌肽dybowskin-1ST具有良好的广谱抗菌活性和潜在的研发价值。     

斑点叉尾(鱼回)LEAP2成熟肽在毕赤酵母中的表达及其抑菌活性

LEAP-2 (Liver expressed antimicrobial peptide-2) 抗菌肽是一类主要在动物肝脏中表达的小分子肽,其生物学活性来自成熟肽区域,它们在动物的免疫系统中发挥了重要作用。本文以斑点叉尾鮰 (Ictalurus punctatus) LEAP-2成熟肽(mLEAP2)为研究对象,拟通过建立毕赤酵母表达系统,实现mLEAP2在毕赤酵母中的重组DNA表达,以期获得具生物学活性的重组体mLEAP2 (rmLEAP2),为进一步研究其功能和扩大制备奠定基础。首先以既有的斑点叉尾鮰mLEAP2的原核表达载体“pET-32a-mLEAP2”为模板,通过PCR扩增,获得5’端含EcoRⅠ酶切位点、3’端含NotⅠ酶切位点及6×his标签的LEAP-2成熟肽基因mLEAP2,然后将其与真核表达载体pPIC9K连接,构建重组表达载体“pPIC9K-mLEAP2”;电转化至毕赤酵母GS115细胞中,经不同浓度G418和选择性培养基筛选,获得高拷贝酵母转化子;在29 ℃、250 r/m条件下,以0.5%的甲醇对其诱导表达120 h;采用固化金属离子亲和层析(IMAC)对表达产物进行纯化,通过MALDI-TOF/TOF质谱对纯化产物的结构进行分析和鉴定。结果表明：表达的重组体蛋白为预期的目的蛋白rmLEAP2,其表达量约2.2 mg/L;另一方面,抑菌实验结果显示rmLEAP2具有明显的抑制枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的活性。     

人溶菌酶在毕赤酵母中的表达及体外抑菌活性研究

对重组人溶菌酶真核表达载体的构建筛选、表达与活性鉴定,经过双酶切和测序鉴定表明,重组载体正确。电转化毕赤酵母GWDL菌株,通过G418抗性平板筛选得到高表达高效价菌株,经诱导表达,检测蛋白含量,体外抑菌检测,表达产物15 ku和预期结果一致,筛选得到效价为1 907 U/mL,编号为SMD1168-pPIC9k-HLZ的高效价菌株;采用重组人溶菌酶制剂,检测样品GWDL对5种菌的最小抑菌浓度(MIC),藤黄微球菌的最小抑菌浓度较好,表明重组人溶菌酶在毕赤酵母中成功表达,活性较为稳定。     

内含肽-弹性蛋白介导的人溶菌酶在毕赤酵母中的表达

将人溶菌酶、内含肽、弹性蛋白3个基因串联插入巴斯德毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中,获得重组质粒pPIC-MIELYZ,经Pme I酶切线性化后电转化毕赤酵母GS115,经G418筛选阳性克隆,并用甲醇诱导表达,以探讨内含肽-弹性蛋白介导的人溶菌酶在毕赤酵母中的表达情况。结果表明:SDS-PAGE和Western blot证实表达的融合蛋白分子量正确,抑菌试验表明融合蛋白对微球菌具有良好的抑菌效果。说明融合基因在毕赤酵母中成功表达,为后继的纯化工作及新型毕赤酵母表达载体的构建奠定基础。     

新型抗菌肽CAMa的制备及其在断奶仔猪生产中的应用

根据毕赤酵母(Pichia pastoris)偏爱密码子对设计的新型抗菌肽CAMa进行基因合成,将合成的CAMa基因克隆至载体pPICZαA上,构建穿梭载体pPICZαA-CAMa,电转化酵母菌X-33,经甲醇诱导表达,测定重组CAMa的抗菌活性,并通过断奶仔猪饲喂试验评价抗菌肽CAMa代替抗生素的效果。结果表明:新型抗菌肽CAMa在毕赤酵母X-33中获得分泌表达,并且对金黄色葡萄球菌CowanⅠ、大肠杆菌K12D31、猪大肠杆菌K88、猪大肠杆菌K99、猪大肠杆菌987P和猪沙门氏菌C782均有较好的抑杀活性。抗菌肽CAMa试验组和硫酸抗敌素对照组在仔猪增重、平均日增重、腹泻发生率上无显著差异(P 0.05),可作为抗生素类饲料添加剂替代品使用。     

牛中性粒细胞β防御素5成熟肽的毕赤酵母表达及纯化

牛中性粒细胞β防御素5(BNBD5)是天然存在于牛肺脏肺泡巨噬细胞内的一种抗菌肽之一。为了进一步研究天然抗菌分子-防御素的抗分枝杆菌活性提供实验材料,通过克隆BNBD5成熟肽片段的编码区序列,成功构建了毕赤酵母表达载体pPIC9K/mBNBD5,并诱导其在毕赤酵母菌株GS115中成功表达了mBNBD5蛋白,从而为进一步的实验奠定了坚实的基础。     

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。     

鸡源抗菌肽Folicidin-3在毕赤酵母中的分泌表达及其生物学活性鉴定

【目的】研究鸡源重组抗菌肽Fowlicidin-3的生物学特性,并为重组抗菌肽在临床上的应用奠定基础。【方法】根据抗菌肽数据库中Fowlicidin-3的氨基酸序列,选用毕赤酵母的偏嗜密码子,设计抗菌肽的基因,通过SOE法合成得到全长为114bp的Fowlicidin-3基因。将Fowlicidin-3基因克隆入pPICZα-A质粒,构建分泌型重组酵母表达载体pPICZα-A-F。将线性化重组表达载体pPICZα-A-F通过电击法转入毕赤酵母宿主菌X-33中,构建分泌型重组酵母表达菌株。【结果】获得分泌型重组酵母表达菌株,Fowlicidin-3多肽表达量达到170mg·L-1,对致病性大肠杆菌K99和鸡白痢沙门氏菌显示出较好的抑制活性,抑菌圈直径分别为1.9cm和2.2cm。优化表达条件结果显示,转接到BMMY培养基中(pH6.0),每24h补加2%甲醇,29℃培养72h后,Fowlicidin-3抗菌肽获得高效表达。【结论】成功构建分泌型重组酵母表达菌株,并获得了具备高效表达能力和较好生物学活性的抗菌肽。     

猪乳铁蛋白肽LFcinP基因在巴斯德毕赤酵母中组成型表达及其抑菌活性检测

为获得具有生物活性作用的猪乳铁蛋白肽LFcinP基因在巴斯德毕赤酵母中进行组成型表达,检索NCBI数据库公布的牛、羊、猪、骆驼等动物的乳铁蛋白及其抗菌肽的氨基酸序列,运用ExPASY在线网站,对猪乳铁蛋白保守区域所编码的蛋白进行理化性质分析,参照巴斯德毕赤酵母使用密码子偏好性,优化设计合成138 bp编码猪乳铁蛋白肽LFcinP基因,通过pGAPHαM酵母组成型分泌表达载体将其整合到巴斯德毕赤酵母GS115菌株,获得表达猪乳铁蛋白肽LFcinP基因重组酵母菌株GS115p/GAPHαM-LFcinP。SDS-PAGE和Westernblot分析表明,获得5.4 ku乳铁蛋白肽;分析96 h的蛋白电泳带结果表明,重组蛋白占酵母菌上清蛋白35.9%,表达量为48.5μg.mL-1;动态生长曲线法抑菌试验结果表明,重组猪乳铁蛋白肽具有一定的抑菌作用。     

乳糖诱导家蚕抗菌肽在大肠杆菌中的融合表达

根据家蚕抗菌肽Cecropin B的氨基酸序列,按大肠杆菌基因偏爱密码子,人工合成改造过的Cecropin B基因。将改造过的Cecropin B基因克隆到大肠杆菌表达载体pET-41a中,构建了融合蛋白表达载体pET41a-cecB,转化大肠杆菌BL21(DE3),得到表达Cecropin B的大肠杆菌工程菌株。通过SDS-PAGE分析,研究了用乳糖代替IPTG诱导大肠杆菌BL21表达家蚕抗菌肽Cecropin B的诱导条件,得到乳糖的最佳用量为0.25 mmol/L、诱导起始浓度为OD 1.0、诱导时间为5 h。最终Cecropin B的表达量可占细胞总蛋白的17.1%。为乳糖作为诱导剂应用于大肠杆菌生产重组家蚕抗菌肽提供了参考依据。     

抗菌肽天蚕素B基因及其串联体在毕赤酵母中的表达

通过重叠区扩增基因拼接法(SOE)合成抗菌肽天蚕素B基因,并在其N端引入Kex2酶切位点.亚克隆天蚕素B并将3个亚克隆串联在一起,每个单体前都加上Kex2酶切位点,将天蚕素B以及串联体克隆至表达载体pPICZαA上,用Sac Ⅰ酶切使之线性化,采用电击法转化毕赤酵母SMD1168,转化子用小瓶发酵.经Tricine-SDS-PAGE检测,在α信号因子的引导下,表达产物可以分泌到培养基中,且具有明显抑菌活性.