新型生物防腐剂——多聚阳离子抗菌肽在毕赤酵母中的表达

在毕赤酵母GS115中表达一种新型食品生物防腐剂——多聚阳离子抗菌肽(poly-cationic antibacterialpeptide,PCAP)。根据毕赤酵母密码子的偏爱性,人工合成编码多聚阳离子抗菌肽与多聚阴离子肽融合肽的DNA序列,连接并克隆入酵母表达载体pPIC9,得到重组表达质粒pPIC9-PCAP,并转化至毕赤酵母GS115,筛选阳性克隆子,用体积分数0.5%的甲醇诱导表达,优化表达条件,表达产物用Tricine-SDS-PAGE分析,在分子质量8kD左右处可见目的蛋白表达条带,表明融合肽成功地在毕赤酵母中分泌表达。在pH2.0条件下将表达产物采用胃蛋白酶酶解,分离得到的碱性多聚阳离子肽对食品腐败微生物枯草芽孢杆菌具有明显的抑菌作用。     

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。     

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。     

菊糖果糖转移酶基因在毕赤酵母中的分泌表达

将PCR获得的不包含信号肽序列的菊糖果糖转移酶基因(ift)与毕赤酵母分泌表达载体pPIC9K进行连接,构建重组载体pPIC9 K-IFTase.重组载体经线性化后电转入毕赤酵母GS115感受态细胞,利用G418抗性梯度筛选及PCR鉴定,获得一株高拷贝菊糖果糖转移酶重组毕赤酵母菌株.该重组菌株经甲醇诱导,能够分泌具有活性的菊糖果糖转移酶,且60h时酶活为10.3U/mL.结果表明,菊糖果糖转移酶可以实现在毕赤酵母的分泌表达.     

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。     

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%.     

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。     

杂合抗菌肽MgJ基因在毕赤酵母中表达条件的优化

为确定杂合抗菌肽MgJ基因的最佳诱导表达条件,将构建好的重组表达载体pPICZαA-MgJ经SacⅠ线性化处理,电转入巴斯德毕赤酵母GS115,利用抗生素Zeocin筛选阳性克隆,聚合酶链式反应（polymerase chainreaction,PCR）扩增验证,甲醇诱导表达。优化杂合抗菌肽MgJ诱导剂浓度、诱导时间、诱导温度、初始菌体浓度表达条件。结果表明杂合抗菌肽MgJ的最佳表达条件为：28 ℃、250 r/min诱导培养,每24 h添加体积分数0.5%的甲醇,诱导时间120 h,MgJ表达量可达11.9 mg/L。纯化后获得的表达产物MgJ对S. aureus ATCC 29213有较好的抑菌活性,最小抑菌浓度（minimal inhibitory concentration,MIC）为10 μg/mL。     

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。     

甜蛋白Monellin在毕赤酵母中的分泌表达

本研究采用毕赤酵母偏爱密码子,人工合成了高甜度Monellin基因,并构建了重组分泌型酵母表达载体pPIC9M,通过电击转化获得了可高效分泌表达有甜味活性高甜度Monellin的重组毕赤酵母GS115/pPIC9M.通过PCR检测证实Monellin基因已经整合进酵母基因组,SDS-PAGE和Western blot免疫杂交知所表达的蛋白是目的蛋白,最后通过双盲测定证实表达的蛋白存在正常活性.     

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。     

重组枯草芽孢杆菌素subtilosin A基因的合成及其在毕赤酵母中的表达

人工改造并合成subtilosin A的结构基因(rsbo A),并在毕赤酵母中诱导表达重组蛋白。结果表明:经阳性大肠杆菌转化子菌落PCR和测序鉴定,表明重组质粒p PIC9K-sbo构建正确;经阳性酵母转化子的菌落PCR产物电泳检测,可见清晰目的基因条带,证明重组酵母GS115-p PIC9K-sbo构建正确;经枯草芽孢杆菌素蛋白电泳检测,可见明显蛋白条带,表明重组rsbo A基因在毕赤酵母GS115中获得了分泌表达。在抑菌效果检测中,重组酵母工程菌的发酵液对铜绿假单胞菌具有一定的抑菌活性。本研究开创了有望替代抗生素的小分子肽细菌素异源表达新思路,为枯草芽孢杆菌素subtilosin A的工业化生产奠定了基础。     

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。     

牡蛎抗菌肽Molluscidin的密码子优化、重组毕赤酵母表达及抑菌活性

目的:利用重组毕赤酵母高效表达抑菌活性较好的牡蛎抗菌肽Molluscidin.方法:按照毕赤酵母密码子偏好性优化合成牡蛎抗菌肽Molluscidin,利用生物信息学方法分析其基本理化性质,经EcoRⅠ和NotⅠ双酶切后与表达载体pPICZαA连接,构建重组质粒pPICZαA-CgMoCo,电转至毕赤酵母X-33,利用博...     

重组木聚糖酶的安全高效表达与应用研究

以pPIC9为载体能够实现里氏木霉木聚糖酶基因(xyn2)在巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)中的高效表达,但是却需要甲醇诱导,从而限制其在食品加工等领域的应用。本研究以毕赤酵母组成型启动子——GAP启动子替换pPIC9上的甲醇诱导型启动子AOX,成功地表达了木聚糖酶。在此基础上以经密码子优化后的INU信号肽替换载体上原有的α-Factor信号肽,同时根据已发表的基因序列和AOX1基因的氨基酸序列,按照毕赤酵母的酵母偏爱密码子,对毕赤酵母表达载体pPIC9上的α信号肽序列进行改造,结果表明,两种信号肽均能够引导木聚糖酶的分泌。通过添加0.01%的Triton,可以有效增强细胞膜的通透性,提高外源蛋白的分泌能力。薄层层析结果表明,木聚糖酶的酶解产物为木二糖和木三糖为主的低聚木糖及少量的木糖。     

解淀粉芽杆菌中性植酸酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

采用PCR法从解淀粉芽孢杆菌BA11中克隆到一个中性植酸酶phyc基因,将该基因克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K上并电转化至宿主细胞GS115后进行诱导表达.SDS-PAGE试验表明,该重组中性植酸酶在毕赤酵母宿主细胞中实现了高效分泌性表达.植酸酶活性测定结果显示阳性克隆子在诱导72h酶活性达到最高值,活性为2330U/L.     

共表达分子伴侣PDI和转录因子Aft1对毕赤酵母表达人溶菌酶的影响

通过共表达分子伴侣二硫键异构酶(protein disulfide isomerase,PDI)和毕赤酵母转录因子Aft1,提高重组人溶菌酶(human lysozyme,HLY)在毕赤酵母中的分泌表达水平。将构建的分子伴侣表达载体pG418-PDI和毕赤酵母转录因子Aft1表达载体pG418-Aft1线性化后,电击转化重组毕赤酵母KM71-HLY细胞,用含G418的平板筛选阳性转化子,得到共表达分子伴侣PDI和HLY,及共表达毕赤酵母转录因子Aft1和HLY的工程菌株KM71-HLYpG418-PDI和KM71-HLY-pG418-Aft1。摇瓶发酵分析共表达PDI和Aft1对HLY表达水平的影响。结果表明,工程菌KM71-HLY、KM71-HLY-pG418-PDI和KM71-HLY-pG418-Aft1经甲醇诱导均产生14.7 kDa HLY,发酵上清液在含溶壁微球菌平板上出现抑菌圈。在诱导表达前期,KM71-HLY-pG418-PDI、KM71-HLY-pG418-Aft1和KM71-HLY生长量无明显差别;70 h后,KM71-HLY-pG418-PDI菌株和KM71-HLY-pG418-Aft1菌株生物量少于KM71-HLY,发酵最终生长量分别为KM71-HLY的92.8%与84.1%。KM71-HLY、KM71-HLY-pG418-PDI和KM71-HLY-pG418-Aft1经168 h甲醇诱导,胞外分泌总蛋白量分别为324.02、350.87 mg/L和474.8 mg/L,发酵液酶活力分别为34 880、45 600 U/mL和50 180 U/mL。与KM71-HLY相比,KM71-HLY-pG418-PDI和KM71-HLY-pG418-Aft1发酵产胞外总蛋白分别增加了8.3%和46.5%;KM71-HLY-pG418-PDI和KM71-HLY-pG418-Aft1所产胞外溶菌酶总酶活力较KM71-HLY分别增加了30.7%和43.9%。     

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。     

小菜蛾moricin在毕赤酵母中的表达及抑菌活性分析

抗生素的过度使用给自然生态带来诸多不利影响,寻找合适的抗生素的替代物,从而减少抗生素的使用正成为当下的研究热点。以来自于小菜蛾的特异性抗菌肽moricin为研究对象,研究其酵母异源表达水平和抑菌性能及生化特性,为进一步的开发利用提供理论支持。根据已有的小菜蛾抗菌肽moricin特异性基因信息,采用聚合酶链式反应扩增其成熟肽基因mor-3,并克隆至pGAPZαA质粒中,构建组成型分泌表达载体pGAPZαA-mor3,线性化片段电转化导入毕赤酵母SMD1168菌株,高质量浓度Zeocin筛选获得高拷贝重组转化子。以YPD为培养基进行摇瓶发酵,重组蛋白获得高效表达,分子质量约为5kD,与理论预测的基本一致;发酵60 h,上清液中重组蛋白表达量达248.98 mg/L,而且耐热性能良好,同时具备较强的耐强酸及强碱的能力,特别在强酸环境中活性保持稳定,体现了较好的机体内环境的适应性潜力;对部分革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均具有抑菌作用,特别是对革兰氏阴性菌具备特异性较强的抑制作用,对大肠杆菌的最低抑菌浓度为6.25μg/mL,而对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度仅为124.49μg/mL。独特的抑菌性能和理化特点,使其具备广阔的开发应用前景及良好的社会与环保效益。     

黑曲霉ZM-8葡萄糖氧化酶基因的克隆及其酵母表达载体的构建

以黑曲霉ZM-8基因组为模板,设计了含有6×His标签和胶原蛋白酶识别位点序列的上游引物及下游引物,通过聚合酶链式反应扩增获得葡萄糖氧化酶（GOD）基因,并与Smal酶切平末端pUC19载体连接,对蓝白斑筛选获得的重组子进行酶切鉴定及测序分析,表明该基因（HQ269422．1）大小为1749bp,编码583个氨基酸。用限制性内切酶Notl切下目的基因,插入到毕赤酵母表达载体pPIC9K中,构建成表达载体pPIC9K-HisGOD。该重组毕赤酵母表达载体的构建,有望获得高分泌表达、便于纯化的高活性葡萄糖氧化酶,为研制高品质的酶制剂奠定基础。