利用GAP启动子在毕赤酵母中表达牛肉风味强化肽

牛肉风味强化肽是1种从牛肉木瓜蛋白酶的水解物中分离得到的风味强化八肽。为了提供能够大量且廉价得到这种小肽物质的表达基因,本实验室工作人员构建以甲醇为诱导物并带有16拷贝BMP基因的表达载体pPIC9-16BMP。本文为了提高食品的安全性,避免甲醇作为诱导物,探索用GAP启动子(PGAP)取代AOX1启动子(PAOX1),在毕赤酵母中组成型表达外源蛋白的可能性。应用PCR方法从毕赤酵母染色体中扩增GAP启动子,以其取代诱导型表达载体pPIC9-16BMP上的PAOX1,构建了组成型表达载体pGAP9-16BMP。转化毕赤酵母GS115,对获得的高拷贝转化子毕赤酵母GS115(pGAP9-16BMP)进行组成型表达,并用SDS-PAGE检测到目的产物。     

透明颤菌血红蛋白基因（vgb）与monellin基因在毕赤酵母中的联合表达

根据酵母偏爱密码子合成了monellin甜蛋白基因和vgb基因,然后构建了2种不同方式表达的载体,胞内表达的pPIC3.5KV和分泌表达的pPIC9KM.电击转化得到重组子GS115/pPIC9KM和GS115/pPIC9KM/pPIC3.5KV,通过PCR、SDS.PAGE及Western blotting检测发现monellin甜蛋白基因和vgb因成功整合进毕赤酵母基因组并成功表达,通过品尝和CO-差示光谱法证实其表达产物具有活性,用southern blotting对6株高产菌株进行拷贝数分析并未发现拷贝数与分泌蛋白产量之间存在明显的正相关.对比发现,含vgb基因菌株比未含菌株高甜度monellin的产量最高提高了20%,菌体密度平均提高了9%.     

人α-防御素5前体蛋白在毕赤酵母中分泌表达的研究

为了探索人α-防御素5(HD5)前体蛋白基因在酵母中高效分泌表达的可行性,将其对应基因克隆到载体pPIC9K,得到重组载体pPIC9K-preproHD5,经SacI线性化后,转入Pichiapastoris GS115,得到重组毕赤酵母菌GS115/pPIC9K-preproHD5。应用PCR技术筛选高拷贝转化株,用BMGY培养GS115/pPIC9K-HD5至OD600为2～6时,用BMMY诱导培养120h,离心取上清液,用Tricien-SDS-PAGE和蛋白定量试剂盒分析人α-防御素5前体蛋白的表达量。琼脂扩散法检测人α-防御素5前体蛋白的抑菌活性,发现其对金黄色葡萄球菌(ATCC6538)和大肠杆菌(ATCC10231)2种标准菌株具明显的抑菌活性。人α-防御素5前体基因可在毕赤酵母实现分泌型表达,该策略可能成为防御素工业化开发的有效途径。     

耐热木聚糖酶基因在毕赤酵母中的表达及酶学性质

将一种11家族极端耐热木聚糖酶的密码子优化基因Syxyn11克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,得到重组质粒pPIC9K-Syxyn11,将其经SalⅠ线性化后转化毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115。经G418筛选得到重组工程菌GS115/Syxyn11,用甲醇诱导表达重组木聚糖酶SyXyn11,酶活可达到17.74 U/mL。SDS-PAGE显示,SyXyn11的相对分子质量为31 000。SyXyn11的最适反应温度为85℃,在80℃以下稳定。最适反应pH为6.5,在pH 5.0~7.5范围内稳定。EDTA和大多数金属离子对重组酶的活性影响不大。结果表明Syxyn11成功在P.pastoris GS115中实现表达,而且重组木聚糖酶的耐热性并未改变。     

朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶在毕赤酵母GS115中的异源表达

目的构建毕赤酵母基因工程菌,以实现朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶的异源高效表达。方法人工合成朱黄青霉HI-4的α-1,6-葡聚糖酶基因ZHdex,克隆到毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K,电转入毕赤酵母GS115。甲醇诱导目的蛋白表达。结果成功在毕赤酵母GS115中对ZHdex基因进行表达,SDS-PAGE表明重组毕赤酵母在66×103附近有目的蛋白表达,与理论值一致。在摇瓶水平,甲醇诱导培养120 h后,α-1,6-葡聚糖酶的最高酶活达28.79 U/mL,蛋白质浓度为0.56 mg/mL。结论获得一株重组毕赤酵母GS115-ZHdex,其产物具备α-1,6-葡聚糖酶活性,成功地实现朱黄青霉α-1,6-葡聚糖酶的异源高效表达。     

黑曲霉糖化酶基因在毕赤酵母中的克隆和表达

从高产糖化酶的黑曲霉的cDNA文库中筛选出糖化酶基因,并研究在毕赤酵母中的表达情况。运用RT-PCR从黑曲霉cDNA文库中克隆糖化酶基因的cDNA片段与载体pPIC9K相连,构建重组载体,电转化毕赤酵母GS115,筛选阳性克隆并进行研究。阳性克隆在MM培养基中发酵72 h和1%的甲醇的诱导的情况下,重组毕赤酵母产生的糖化酶酶活最大为15.6 U/mL。测定结果显示,其糖化酶大小为1 908 bp,编码636个氨基酸残基组成的蛋白质。经柱分离纯化其发酵上清液后,用SDS-PAGE电泳方法,测得分子质量大约为80 ku。黑曲霉糖化酶基因在毕赤酵母GS115中成功得到了表达。     

杂合抗菌肽NK-LPd的设计、表达及抑菌活性评价

目的：了解杂合抗菌肽NK-LPd的抑菌活性，探讨进一步开发潜力。方法：用两个甘氨酸作接头连接NK-lysin和Piscidin的活性片段，生物信息学技术预测杂合抗菌肽的理化性质和功能结构，根据毕赤酵母（Pichia pastoris）的密码子偏好性优化杂合抗菌肽NK-LPd基因序列，重叠延伸聚合酶链式反应（gene splicing by overlap extension polymerase chain reaction,SOE-PCR）扩增基因并与分泌型表达载体pPIC9K连接，通过化学法将其转化至毕赤酵母KM71感受态细胞中，经0.5%甲醇诱导表达和亲和纯化后获得杂合抗菌肽NK-LPd，评价其抗菌活性。结果：成功构建了KM71/pPIC9K-NK-LPd，经诱导表达5 d后上清液中获得了相对分子质量约6 kDa的表达产物，与预期大小相符；抗菌活性实验表明，NK-LPd对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有较强的抑菌活性，与母体肽相比，杂合抗菌肽NK-LPd的抑菌活性显著增强。结论：设计并在毕赤酵母KM71中分泌表达了杂合抗菌肽NK-LPd，其抑菌活性优于母体肽。本研究可为新型杂合抗...     

牛乳铁蛋白肽衍生物的设计及其在毕赤酵母中表达与活性分析

本文利用抗菌肽数据库以及蛋白质分析软件等工具,根据抗菌肽结构与功能的关系,对牛乳铁蛋白肽衍生肽(LfcinBD)的结构进行优化设计。将设计得到的LfcinBD基因片段与pPIC9K质粒构建重组表达载体,线性化后电转化毕赤酵母细胞GS115,利用甲醇诱导表达。实验对发酵上清液进行了分离纯化和活性测试,SDS-PAGE电泳检测到了目标蛋白的有效表达。实验还对优化设计得到的牛乳铁蛋白肽衍生肽与同等发酵条件下产生的天然牛乳铁蛋白肽的抑菌活性进行了对比分析,结果证明该衍生肽对金黄色葡萄球菌有更强的抑菌活性。研究表明经色氨酸Trp替换的牛乳铁蛋白肽中第10,14位氨基酸获得的牛乳铁蛋白肽衍生肽具有很好的抑菌活性,实验为进一步探究牛乳铁蛋白肽衍生肽生物活性的改进奠定了基础。     

重组牛乳铁蛋白肽衍生肽设计及其在毕赤酵母中的表达

利用抗菌肽数据库和生物信息学分析工具,基于抗菌肽结构和功能的关系,设计了LFcin B衍生肽LFcin B-W4,10。为了验证衍生肽设计的合理性及表达产物功能正确性,将优化设计的基因序列经限制性内切酶酶切后,用T4 DNA连接酶连接到分泌型表达载体p PIC9K中,获得的重组表达载体p PIC9K-LFcinB-W 4,10经线性化后电转入毕赤酵母GS115中,经过G418浓度梯度筛选得到高拷贝转化子。经PCR鉴定,目的基因与酵母基因组稳定整合。阳性转化子经体积分数为2. 5%的甲醇诱导表达,表达产物用Tricine-SDS-PAGE检测到相对分子质量约为3. 2 k Da的衍生肽LFcin B-W4,10。每24 h取样检测发酵上清液抑菌活性,结果表明,抗菌肽LFcin BW4,10对金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌活性,诱导表达96 h时其抑菌圈直径最大。实验为探究牛乳铁蛋白肽功能-结构关系奠定了基础。     

枯草芽孢杆菌B2（Bacillus subtiIis B2）木聚糖酶在毕赤酵母中的表达

木聚糖酶是主要工业用酶制剂之一,在食品行业应用广泛。将编码枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis B2）木聚糖酶XYN的基因克隆到pPIC9K载体中,构建了分泌型表达载pPIC9K-XYN,载体经线性化后转化Pichia pastoris GS115,G筛选获得了分泌表达XYN的重组毕赤酵母工程菌GS115／pPIC9K-XYN。初步研究表明：以山毛榉木聚糖为底物时,重组毕赤酵母工程茵摇瓶水平发酵上清液中木聚糖酶酶活可达1542.6U／mL,重组木聚糖酶最适温度为50℃,最适pH值为6.0,并显示出较好的热稳定性和宽pH适应性。     

Monellin-EGFP 融合蛋白在毕赤酵母中的表达

根据已报道的Monellin甜蛋白氨基酸序列,结合毕赤酵母与桑树密码子的偏好性,人工设计合成单链monellin基因,并与增强型绿色荧光蛋白EGFP基因连接,构建融合表达载体。采用电击转化法成功将表达载体导入毕赤酵母GS115中,并获得高效表达的重组子pPIC9K-M-E。经PCR检测,SDS-PAGE和Western Blot杂交证实已表达出融合蛋白,该蛋白经纯化与盲测实验,结果显示其甜度约为标准蔗糖的500倍。     

枯草芽孢杆菌B2(Bacillus subtilis B2)木聚糖酶在毕赤酵母中的表达

木聚糖酶是主要工业用酶制剂之一,在食品行业应用广泛.将编码枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis B2)木聚糖酶XYN的基因克隆到pPIC9K载体中,构建了分泌型表达载体pPIC9K-XYN,载体经线性化后转化Pichia pastoris GS115,G筛选获得了分泌表达XYN的重组毕赤酵母工程菌GS115/pPIC9K-XYN.初步研究表明:以山毛榉木聚糖为底物时,重组毕赤酵母工程菌摇瓶水平发酵上清液中木聚糖酶酶活可迭1542.6 U/mL,重组木聚糖酶最适温度为50℃,最适pH值为6.0,并显示出较好的热稳定性和宽pH适应性.     

重组融合人血清白蛋白-人白介素-2 C125A突变体在毕赤酵母中的表达

构建编码人血清白蛋白-人白介素-2 C125A的重组表达质粒,在Pichia pastoris GS115中表达,获得具有较高IL-2活性的融合蛋白.设计并合成符合P. pastoris密码子偏好,且含有C125A突变的IL-2编码基因IL-2m,通过酶切连接方法将其与人血清白蛋白(HSA)的编码基因连接为融合蛋白HSA-IL2m的编码基因.克隆到表达质粒pPIC9K中,电击转化P. pastoris GS115感受态细胞,获得重组P. pastoris GS115/pPHIm基因工程菌.摇瓶发酵获得分泌表达产物.结果: Western blot鉴定结果显示该融合蛋白与IL-2、HSA的抗体都能发生免疫反应.经脱盐、冻干制备的粗蛋白的IL-2生物学活性为1.51×106 IU/mg.结论:在P. pastoris GS115中成功表达了具有人白介素-2生物学活性的HSA-IL2m融合蛋白.     

杂合抗菌肽Me-HNP1真核表达载体的构建与初步表达

选择蜂毒肽(Melittin)和人体防御素(HNP-1)部分基因序列进行人工融合,通过生物信息学技术预测其理化性质和功能结构,依据毕赤酵母(Pichia pastoris)密码子偏爱性原则编码杂合肽Me-HNP1基因,聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)扩增目的基因并定向克隆至穿梭型表达载体pPICZa A上,将构建成功的分泌表达载体pPICZαA-Me-HNP1通过电转化的方式转化到毕赤酵母感受态细胞GS115内,以甲醇为诱导剂进行诱导表达,将得到的粗蛋白进行分离纯化。Tricine-SDS-PAGE蛋白电泳在5 kDa处得到一条单一清晰条带,表明杂合抗菌肽Me-HNP1在毕赤酵母中成功表达,生物信息学分析得出杂合抗菌肽Me-HNP1分子内带有8个正电荷,等电点为9.55,脂溶性80.44,在酵母体内半衰期大于20 h。表明其具有成为优秀抗菌肽潜力。为抗菌肽的研究奠定了实验基础。     

粗糙脉孢菌漆酶基因的克隆及在毕赤酵母中的初步表达

采用连续延伸PCR方法克隆到粗糙脉孢菌（Neurospora crassa）漆酶基因，并将其克隆到表达载体pPIC9k，重组质粒经线性化、电激转化Pichia pastoris KM71，部分阳性克隆的PCR结果表明：漆酶基因已整合到巴斯德毕赤酵母染色体上，重组菌经甲醇诱导后3～5d产漆酶量最高，为2-3U／mL。     

米黑根毛霉脂肪酶基因在毕赤酵母中的高效表达

脂肪酶是主要工业用酶制剂之一,在食品、洗涤剂和制药等领域广泛应用。将编码米黑根毛霉(Rhizo-mucor miehei)脂肪酶RML的基因克隆到pPIC9K载体中,构建了分泌型表达载体pPIC9K-RML,载体经线性化后转化Pichia pastorisGS115,G418梯度筛选获得了分泌表达RML的重组毕赤酵母工程菌,SDS-PAGE分析显示表达的脂肪酶分子量大小与预期一致。初步研究表明,重组脂肪酶最适温度为40℃,最适pH值为8.0,以橄榄油为底物时,发酵上清液酶活最大可达102 U/mL,表明构建的重组毕赤酵母工程菌具有较好的工业化生产潜力。     

人源Ⅲ型胶原蛋白在毕赤酵母中的多拷贝重组表达、鉴定及抗氧化活性分析

胶原蛋白在人体内有重要作用,并且在食品、保健品、医疗等方面有广泛应用。该研究针对毕赤酵母的密码子偏好性对人源Ⅲ型胶原蛋白基因进行了密码子优化,在此基础上构建了人源Ⅲ型胶原蛋白单串联、二串联和二串联四拷贝表达载体pPIC9K-COL3-S、pPIC9K-COL3-2和pPIC9K-COL3-4,转化毕赤酵母GS115实现了人源Ⅲ型胶原蛋白的整合表达,获得了胶原蛋白单串联、胶原蛋白二串联和胶原蛋白二串联四拷贝的毕赤酵母工程菌株。对pPIC9K-COL3-S、pPIC9K-COL3-2重组菌株进行了摇瓶模拟高密度发酵,甲醇诱导浓度为0.5%,经SDS-PAGE和Western Blot检测,重组菌株成功表达了重组胶原蛋白,其中单串联蛋白表观分子量约为26.7 ku,双串联蛋白表观分子量约为52.3 ku。四拷贝重组菌株在0.5%甲醇诱导下的高密度摇瓶发酵产量最高,在最佳诱导时间为72 h时,蛋白产量达到约0.45 g/L。通过镍柱纯化后获得高纯度重组蛋白,抗氧化活性实验表明,重组胶原蛋白DPPH自由基清除率达到51.49%、ABTS自由基清除率达到41.24%,证明具有抗氧化活性,为其在食品,保健品和医疗领域的应用提供理论依据。     

黑曲霉酸性α-淀粉酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

以黑曲霉Aspergillus niger基因组DNA为模板,PCR扩增出酸性α-淀粉酶的结构基因,将此基因插入载体pPIC9K,重组质粒pPIC9K-asAA转化毕赤酵母SMD1168,并通过G418平板培养基筛选高拷贝转化子。在酵母α-Factor及AOX1基因启动子和终止信号的调控下,酸性α-淀粉酶大量表达并分泌到胞外,该酶的表达受甲醇的严格调控和诱导,摇瓶培养中,2%甲醇诱导培养168h后酶活力达到最大值2838U/mL。SDS-PAGE结果显示该重组酶的分子质量为58kD。该酶的最适反应pH值为4.0,在pH3.0～6.0之间酶活力基本保持稳定,最适反应温度为70℃,在工业生产常用温度50℃条件下,该酶能够长时间保持稳定,并具有较高的酶活力。重组毕赤酵母遗传稳定性良好。     

西兰花硫代葡萄糖苷酶基因BoMyr2在毕赤酵母中的表达

以西兰花种子总RNA为模板,通过RT-PCR方法扩增西兰花BoMyr2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目的序列一致。通过目的片段的酵母表达载体pPIC9K的构建,获得重组酵母表达载体pPIC9K-BoMyr2,经SacⅠ线性化后电转导入毕赤酵母菌株(Pichia pastoris KM71)。经甲醇诱导表达试验,SDS-PAGE结果显示,表达上清中含有大小约65 kD的蛋白条带,与预期分子质量大小相符。以sinigrin为底物测定表达上清的酶活性,结果显示,通过毕赤酵母KM71表达的培养液具有硫代葡萄糖苷酶活性。硫代葡萄糖苷酶在KM71中的异源表达,为进一步研究与应用提供理论基础。