发酵工业中毕赤酵母表达的影响因素

毕赤酵母是目前应用最广泛的外源蛋白表达系统。综合论述了外源基因、启动子、拷贝数、诱导温度、pH值、通气量、甲醇诱导、蛋白酶等对毕赤酵母表达系统的影响,为毕赤酵母在工业生产中的实际应用提供参考。     

重组靶向毒素IL-6(23)-PE40_(KDEL)在毕赤酵母中的表达及其活性

目的利用毕赤酵母表达系统表达IL-6(23)-PE40KDEL重组靶向毒素,并检测其杀伤肿瘤细胞的活性。方法采用PCR技术,将目的基因IL-6(23)-PE40KDEL插入到pPIC9载体中SnaBⅠ与NotⅠ位点,电转化至巴斯德毕赤酵母GS115中,筛选Mut-型重组酵母;甲醇诱导表达,体外细胞试验检测其细胞毒性。结果获得12株Mut-重组酵母,其中8株具有细胞毒性,表达产物占上清液蛋白的9%～12.7%;15"l以上的表达产物在体外对SP2/0、HL-60、HepG2、BGC-832和HCT-116细胞具有高度杀伤活性,对CK、HeLa和NIH/3T3细胞无明显影响。结论IL-6(23)-PE40KDEL重组靶向毒素在毕赤酵母GS115中获得表达,并具有选择杀伤肿瘤细胞的活性。     

酵母工程菌降解纤维素的研究进展

利用基因重组技术构建酵母工程菌降解纤维素生产乙醇是一条可行的途径,概述了两类不同酵母表达系统,综述了目前纤维素酶基因克隆及其在酵母中表达的研究现状,指明了酵母工程菌在降解纤维素中的应用前景.     

核心链霉亲和素在毕赤酵母中的表达及纯化

目的构建核心链霉亲和素(core-streptavidin,CSA)酵母表达载体,表达、纯化CSA蛋白,并测定其活性。方法通过基因操作获得天然SA的核心活性区域基因片段,克隆至酵母表达载体p PIC9K,重组表达质粒p PIC9K-CSA经电击转化至毕赤酵母KM71感受态细胞中,甲醇诱导表达CSA蛋白。利用硫酸铵沉淀、2-亚氨基生物素琼脂糖凝胶亲和层析法纯化CSA蛋白,紫外光谱测定法检测CSA蛋白与生物素的结合活性。结果构建的CSA基因工程菌能有效表达目的蛋白,经硫酸铵沉淀、亲和层析两步法纯化后得到纯度约95%的CSA重组蛋白,其具有与生物素结合的活性,活性为13.6 U/mg。结论利用毕赤酵母表达系统能够有效分泌表达CSA蛋白,该重组蛋白具有良好的生物学活性,为CSA发酵产品的大规模纯化提供了依据。     

应用毕赤酵母表达中国株HIV-1核心蛋白Gag

目的 构建含HIV-1Gag全长基因的重组酵母表达质粒pPICGAG，并在毕赤酵母中进行表达。方法用Not I和XhoI将含HIV－1 Gag全长基因的质粒pKSGAG双酶切后，克隆到酵母表达载体pPIC9中，构建了重组表达质粒 pPICGAG。pPICGAG用 SacI线性化后，电转化毕赤酵母 GS115，PCR鉴定阳性酵母转化子，并分别将PCR阳性的酵母转化子在BMGY和BMMY培养基中进行诱导表达，表达产物进行SDS-PAGE电泳分析。结果 酵母转化子的整合率为72．7％。SDS-PAGE结果显示表达蛋白的相对分子质量为55000左右，与预计计算的值相同。Western blot结果显示表达蛋白能与单克隆抗体发生特异性反应。结论 在毕赤酵母中成功地表达了HIV-1核心蛋白Gag，且表达的蛋白具有良好的反应原性和特异性。     

猪圆环病毒2型Cap蛋白在毕赤酵母中的分泌表达

目的在毕赤酵母中分泌表达猪圆环病毒Ⅱ型(porcine circovirus 2,PCV2)Cap蛋白。方法将PCV2-Cap蛋白基因(Gen Bank登录号:KC620508.1)按毕赤酵母偏好密码子优化后,插入毕赤酵母分泌型表达载体p PICZαA中,重组质粒p PICZαA-Cap经SacⅠ线性化,通过电击转化整合至毕赤酵母GS115菌株的基因组中,构建p PICZαA-CapGS115重组酵母菌。经甲醇诱导表达重组Cap蛋白,通过SDS-PAGE、Western blot和间接ELISA法进行鉴定。结果重组表达质粒p PICZαA-Cap经双酶切和测序证明构建正确;重组酵母菌p PICZαA-Cap-GS115经菌落PCR鉴定,可扩增出1 001 bp的目的基因片段;表达的重组Cap蛋白相对分子质量约49 000,可与猪圆环2型阳性血清和小鼠抗His单克隆抗体发生特异性反应。结论成功利用毕赤酵母表达系统分泌表达了PCV2 Cap蛋白,表达的重组蛋白具有良好的抗原性,为PCV2亚单位疫苗和ELISA诊断试剂盒的研制奠定了基础。     

重组生产胶原蛋白的研究进展

近几年来对人源胶原蛋白的重组表达系统的研究有很大进展.哺乳动物细胞和昆虫细胞是最开始被应用的,但其生产成本昂贵.酵母已经可以较高水平的表达Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型胶原蛋白,共表达胶原蛋白基因和脯氨酰羟化酶亚基cDNAs的酵母已经能够产生完全羟基化和热稳定的胶原蛋白.人源Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白同型三聚体可以在转基因烟草中得到表达.转基因小鼠可以表达全长的Ⅰ型原胶原同型三聚体.最近,转基因蚕用来表达包含胶原蛋白序列的融合蛋白.每一个重组系统都有可能应用于大规模的商业化生产.     

HIV-1 Vpu蛋白在毕赤酵母中的表达和纯化

目的在毕赤酵母中表达并纯化人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)辅助调节蛋白Vpu。方法从质粒p CDNA3.1-vphu中PCR扩增vphu基因,插入毕赤酵母表达载体p PICZαA,构建重组表达质粒p PICZαA-vphu,转化巴斯德毕赤酵母野生型X33菌株,经甲醇诱导表达带有6×His标签的重组Vpu蛋白。表达产物经Ni-Agarose 6×His标签纯化柱纯化。表达和纯化产物经SDS-PAGE和Western blot进行鉴定。结果重组表达质粒p PICZαA-vphu经双酶切和测序鉴定证明构建正确;表达的重组蛋白相对分子质量约16 000,主要存在于细胞内;纯化后杂蛋白减少,与抗VPU抗体和抗His标签抗体均可结合,浓度为224μg/ml。结论利用毕赤酵母表达系统成功表达并纯化了HIV-1 Vpu蛋白,纯化的蛋白具有良好的抗原活性,为进一步研究其结构和功能以及靶点药物筛选模型的建立奠定了基础。     

重组HBsAg在汉逊酵母中的分泌表达

目的构建重组乙型肝炎表面抗原(HBsAg)分泌型汉逊酵母工程菌株,并进行诱导表达。方法在HBsAg基因前加酿酒酵母α前导肽(MFα)基因序列作为信号肽,将整个序列优化为汉逊酵母优选密码子,采用搭桥PCR方法分别合成后,通过1对引物PCR法融合在一起。将融合基因插入汉逊酵母穿梭质粒pDGXHP2.0的甲醇氧化酶基因(MOX)启动子下游,构建成多拷贝分泌型重组表达载体。将其电转化多型汉逊酵母尿嘧啶缺陷型宿主菌ATCC34438(Ura3-),筛选分泌表达HBsAg的汉逊酵母工程菌株,并比较在YPD、BMMY、MM3种培养基中分泌表达HBsAg的水平,ELISA检测培养上清液中HBsAg的表达量,透射电镜观察类病毒颗粒(VLPs)。结果构建了HBsAg汉逊酵母多拷贝表达质粒pDGXHP2.0-2MFα-HBsAg和pDGXHP2.0-4MFα-HBsAg,筛选获得了分泌表达HBsAg的汉逊酵母HP/2MFα-HBsAg和HP/4MFα-HBsAg。经诱导,工程菌株在YPD培养基中分泌表达的HBsAg量高于在BMMY和MM中的表达量;ELISA定量检测表达量最高可达10μg/ml,培养上清液经透射电镜观察,形成了VLPs。结论HBsAg在汉逊酵母中能够分泌表达,并能形成VLPs,但表达量低于胞内表达量。     

重组Thermomonospora fusca纤维素酶Ce16A在毕赤酵母中的表达及纯化

目的 在毕赤酵母中表达Thermomonospora fusca纤维素酶Ce16A。方法 提取Thermomonospora fusca基因组DNA作模板，PCR扩增纤维素酶Ce16A基因，克隆到毕赤酵母表达载体pGAPZaA上，用电击法将线性Ce16A-pGAPZαA核酸片段转化毕赤酵母X-33株，克隆PCR鉴定法筛选阳性转化株，培养传代。选择稳定株，培养3d后取培养液上清，用His-Bind Quick Cartridge 300提取表达的重组Thermomonospora fusca纤维素酶Ce16A。结果 一步His-Bind Quick Cartridge 300层析可提取电泳纯的重组Thermomonospora fusca纤维素酶Ce16A，SDS-PAGE分析显示相对分子质量约为60000，收率为200mg／L，用羧甲基纤维素法测活性为500U／mg，用滤纸法测活性为1U／mg。结论 已在毕赤酵母中成功表达了Thermomonospora fusca纤维素酶Ce16A。     

基因工程菌在不对称还原制备手性醇中的应用进展

综述了基因工程菌在手性醇合成中的研究情况。介绍了合成手性醇的酶学研究及酶的基因特性,重点阐述了工程菌的质粒构建及表达体系对不对称合成的催化效率和立体选择性的影响,并对基因工程菌不对称还原制备手性醇的应用前景进行了展望。     

诱导型和组成型启动子对酿酒酵母合成紫杉二烯的影响

近年来利用合成生物学手段生产萜类化合物逐渐成为一种趋势。诱导型和组成型启动子调控萜类的生产各有利弊,而启动子类型的选择需要根据特定体系和产物来进行具体分析。本工作针对紫杉醇关键前体紫杉二烯的合成,分别研究了酵母细胞中诱导型启动子和组成型启动子的调控。首先通过过表达酵母内源截短的羟甲戊二酰辅酶A基因(thmgr)和法尼基焦磷酸合酶基因(erg20),实现了对酵母内源模块的调控。随后向改造后的底盘细胞中整合入诱导性启动子调控的外源紫杉二烯合成模块,得到了紫杉二烯产量为5.2 mg·L^-1的人工酵母。而换用组成型启动子tdh3p调控时,产量达到11.5 mg·L^-1,说明对于这个体系组成型启动子更为适合。通过简单的发酵条件优化,该菌株产量提升了70%,达到19.5 mg·L^-1。组成型启动子调控的菌株可以利用葡萄糖作为碳源,因而更利于后续大规模发酵。     

An Improved Technique for the Rapid Chemical Characterisation of Bacterial Terpene Cyclases

A derivative of the pET28c(+) expression vector was constructed. It contains a yeast replication system (2μ origin of replication) and a yeast selectable marker (URA3), and can be used for gene cloning in yeast by efficient homologous recombination, and for heterologous expression in E. coli. The vector was used for the expression and chemical characterisation of three bacterial terpene cyclases.     

Analysis of protein tyrosine kinase inhibitors in recombinant yeast lacking the ERG6 gene

Studies of small-molecule-protein interactions in yeast can be hindered by the limited permeability of yeast to small molecules. This diminished permeability is thought to be related to the unique sterol composition of fungal membranes, which are enriched in the steroid ergosterol. We report the construction of the novel Saccharomyces cerevisiae yeast strain DCY250, which is compatible with yeast two-hybrid-based systems and bears a targeted disruption of the ERG6 gene to ablate ergosterol biosynthesis and enhance permeability to small molecules. The small-molecule inhibitors of protein tyrosine kinases (PTKs) PP1, PP2, herbimycin A, and staurosporine were investigated with yeast tribrid systems that detect the activity of the PTKs v-Abl and v-Src. These tribrid systems function by expression of the PTK, a B42 activation domain fused to the phosphotyrosine-binding Grb2 SH2 domain, a DNA-bound LexA-GFP-(AAYANAA)(4) universal PTK substrate, and a lacZ reporter gene. Yeast genetic systems that lack functional ERG6 were found to be as much as 20-fold more sensitive to small-molecule inhibitors of PTKs than systems with ERG6, and these deficient systems may provide a useful platform for the discovery and analysis of small-molecule-protein interactions.     

HSV-1 stocker株糖蛋白G基因膜外区毕赤酵母表达载体的构建及序列分析

目的构建Ⅰ型单纯疱疹病毒型特异性包膜糖蛋白G基因膜外区毕赤酵母表达载体,并进行序列分析。方法PCR扩增HSV-1-gG基因的膜外区,克隆于pGEM-T载体,转化DH5α,提取质粒酶切鉴定后,与pPIC9K载体连接,转化DH5α,筛选阳性克隆,鉴定后转化GS115菌,构建酵母表达载体。对克隆的序列进行分析,预测表达产物的理化特性、抗原性及表达形式。结果获得的重组酵母表达载体pPIC9K-gG,测序结果证实为HSV-1-gG基因,序列分析其高度保守,预测蛋白相对分子质量15870,等电点pI为4.72,包含全部膜外区分值达1.7的6个强抗原决定簇,将以可溶性形式分泌表达于胞外。结论已成功构建HSV-1stocker株糖蛋白G基因膜外区毕赤酵母表达载体。     

氮源对酵母工程菌株生产α-淀粉酶的影响

在摇瓶培养条件下 ,研究了氮源对含重组质粒 p NA3的酿酒酵母 2 0 B- 12生产α-淀粉酶的影响。结果表明 :在葡萄糖去阻遏条件下必须有天然氮源存在 ,基因表达才能被诱导 ;几种天然氮源中酵母膏诱导效果最好 ,当酵母膏的添加量为 2 0 g/ L时 ,发酵液中α-淀粉酶的最大活力达 1.97U/ m L ,最大菌体密度为 0 .97g/L。各种天然氮源的添加量必须适中 ,否则会抑制工程菌的生长和基因表     

狂犬病病毒糖蛋白富集表位基因克隆及其在原核系统中的表达

目的构建狂犬病病毒标准强毒株(CVS-24)糖蛋白富集表位基因原核表达系统。方法通过RT-PCR扩增CVS-24株糖蛋白两段表位富集区基因,并将其克隆至载体pET-28a(+),构建重组表达质粒pET-G1和pET-G2,转化大肠杆菌Rosetta,IPTG诱导表达。表达产物分别经12%SDS-PAGE和Western blot检测。结果大肠杆菌可高效表达目的基因,所表达的蛋白可被狂犬病病毒标准阳性血清所识别。经薄层扫描分析,目的蛋白表达量可占菌体总蛋白的42%(G1)和34%(G2)。结论已成功构建了狂犬病病毒标准强毒株(CVS-24)糖蛋白富集表位基因原核表达系统,所表达的目的蛋白具有良好的免疫反应性,有可能作为检测狂犬病病毒血清抗体的候选基因。     

酵母细胞表面工程在生物乙醇生产中的应用

介绍了国内外利用酵母表面工程转化各种生物质原料生产生物乙醇的最新技术进展。该技术为在酵母表面基因水平固定淀粉酶、纤维素酶和木聚糖酶从而生产乙醇提供了新的策略。重点阐述了利用淀粉质和木质纤维素原料的重组酿酒酵母表达系统,并对其在生物乙醇生产中的应用潜力以及目前存在的问题做了初步总结。     

Characteristics comparison between plasmid-harboring and chromosome-integrated recombinantSaccharomyces ceremsiae cultures

It is important to understand the differences in characteristics between plasmid-harboring recombinant yeast and chromosome-integrated recombinant yeast for the design and optimization of bioprocess employing recombinant yeast. In the present study, heterologous glucoamylase gene was inserted into yeast. The glucoamylase activity per gene copy number of chromosome-integrated recombinant yeast MMY2SUCSTA-I-5 was 3 to 6 folds higher than that of plasmid-harboring recombinant yeast MMY2SUCSTA. And the genetic stability of chromosome-integrated recombinant yeast (99%) was far better compared to plasmid-harboring recombinant yeast (65%). Better genetic stability and glucoamylase activity per gene copy number of chromosome-integrated recombinant yeast can provide advantages in higher final expression level, especially in continuous culture, compared to the plasmid-harboring recombinant yeast. The optimal glucose concentration for maximum expression of glucoamylase in chromosome-integrated recombinant yeast was lower than that in plasmid-harboring recombinant yeast.