米曲霉乳糖酶基因在乳酸克鲁维酵母中的表达

为获得高活性的乳糖酶制剂,根据米曲霉乳糖酶基因序列以及宿主细胞乳酸克鲁维酵母GG799密码子的偏爱性,对米曲霉乳糖酶基因进行优化。将已优化的米曲霉乳糖酶lacA基因片段插入到乳酸克鲁维酵母GG799表达载体pKLAC1中,构建重组载体p KLAC1-lacA,用电脉冲法将SacⅡ酶线性化的重组质粒转入乳酸克鲁维酵母GG799中。经过5 mmol/L酵母碳基础培养基(yeast carbon base,YCB)活性筛选,全细胞聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)鉴定,最后获得了一株多拷贝整合的基因工程菌株lacA-1。经十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gelelectrophoresis,SDS-PAGE)和薄层层析分析(thin-layer chromatography,TLC),该重组菌株可胞外分泌乳糖酶,并具有生物活性。摇瓶发酵培养120 h,酶活力最高达到120.65 U/mL。本研究成功地将米曲霉乳糖酶基因在乳酸克鲁维酵母GG799中表达,获得的重组菌株lacA-1可胞外分泌的乳糖酶并有较高的乳糖酶活性,试验结果为利用乳酸克鲁维酵母GG799表达系统规模化生产乳糖酶奠定基础。     

乳酸克鲁维酵母超量表达葡萄糖氧化酶的研究

本研究应用具有超量分泌表达能力的乳酸克鲁维酵母(Kl SEL1基因突变型)、游离型载体p KDU7以及整合型表达载体p KLAC1,对具有5个氨基酸点突变的葡萄糖氧化酶(该突变酶的比活是野生型葡萄糖氧化酶的3.24倍)进行分泌表达。最终获得了一株可以超量分泌表达葡萄糖氧化酶的菌株,其最大产量为70±7 k U/L。这是现今已报道的分泌表达葡萄糖氧化酶能力最高的乳酸克鲁维重组菌株,为食品安全级的葡萄糖氧化酶的生产和应用提供了新途径。     

骆驼凝乳酶原基因在乳酸克鲁维酵母中的重组表达

骆驼凝乳酶具有独特的凝乳特性,在干酪加工制作中具有潜在应用前景。为获得高活性的骆驼凝乳酶制剂,采用乳酸克鲁维酵母GG799为宿主,首次对经密码子优化的骆驼凝乳酶原(c PC)基因进行表达。将人工合成cPC基因插入乳酸克鲁维酵母表达载体pKLAC1,构建重组载体pKLAC1-c PC,并用电脉冲法将SacⅡ线性化的重组质粒转化到乳酸克鲁维酵母GG799中。通过含1%酪蛋白的YEPD平板活性筛选,全细胞PCR鉴定,最后获得一株多拷贝整合的基因工程菌cPC 1。该菌株可分泌表达cPC,经SDS-PAGE分析,重组cPC的分子质量约为41 ku,符合预期;酸化处理后cPC的分子质量约为36 ku,可正确自我剪切。摇瓶发酵培养120h,酶活最高达230 SU/m L。分别以牛乳、骆驼乳和牦牛乳作为底物检测酶活性,结果重组骆驼凝乳酶对3种动物乳均具有凝乳活性。     

游离型质粒在毕赤酵母中表达人溶菌酶的研究

构建一种表达人溶菌酶的游离型毕赤酵母工程菌。巴斯德毕赤酵母表达质粒多以整合型质粒为主,整合型毕赤酵母表达外源基因时,外源蛋白的表达量会随着基因整合拷贝数的增加而增加,而对于毕赤酵母而言,稳定的游离型载体更有利于进行外源基因突变文库的构建及高通量筛选。该文将来自乳酸克鲁维酵母中的自主复制序列(pARS)与酵母表达载体pPICZαA连接,得到游离型表达载体pPICZαA-pARS。将优化后的人溶菌酶基因hLYZ连接至该载体中,构建重组表达载体pPICZαA-hLYZ-pARS。重组载体经电转化以游离形式转入毕赤酵母菌株X33中。摇瓶发酵结果显示诱导72 h后,发酵上清液酶活性为340 U/mL。利用镍亲和层析从发酵上清液中纯化人溶菌酶,二喹啉甲酸(bicinchoninic acid, BCA)法测定后纯化后的蛋白质量浓度为0.954 mg/mL。该研究成功构建了分泌表达具有生物活性的人溶菌酶的游离型毕赤酵母工程菌,为日后利用现代生物技术突变获得更高抗菌活性、更广抗菌谱人溶菌酶的研究奠定了基础。     

小牛凝乳酶原基因在乳酸克鲁维酵母中的表达及遗传稳定性研究

目的:构建小牛凝乳酶原乳酸克鲁维酵母分泌型表达载体,表达重组凝乳酶原.方法:通过PCR获得小牛凝乳酶原cDNA片段,将目的基因插入酵母表达载体pKLAC1 α结合因子分泌信号下游,得到重组载体pKLAC1-prochymosin.SacII线性化后氯化锂转化乳酸克鲁维酵母GG799,用含5mmol/L乙酰胺的YCB固体培养基筛选转化酵母菌,PCR鉴定目的基因,利用特异性引物筛选多拷贝转化子.阳性转化子经摇瓶表达,取上清TCA沉淀后做Tricine SDS-PAGE分析并检测凝乳酶的活力,通过检测阳性转化子产凝乳酶的活力考察其遗传稳定性.结果:经测序及PCR证实,凝乳酶原cDNA准确插入酵母表达载体pKLAC1中,转化后重组载体通过同源重组整合进入酵母基因组中.Tricine SDS-PAGE分析证明凝乳酶的分子量约为36kD,酸处理后测得培养基中凝乳酶的酶活为83SU/ml,阳性转化子遗传稳定性好.结论:成功构建出酵母表达载体pKLAC1-prochymosin,在培养基中获得分泌的重组凝乳酶原,经过酸处理后凝乳酶原转化为有活性的凝乳酶.     

耐热β-半乳糖酶在乳酸克鲁维酵母及毕赤酵母中的表达研究

将嗜热脂肪芽孢杆菌来源的耐热β-半乳糖酶基因bgaB分别插入穿梭质粒pKLAC1、pPIC9k的α-因子信号肽下游,构建bgaB基因的乳酸克鲁维酵母真核表达载体pKLAC1-bgaB及毕赤酵母真核表达载体pPIC9k-bgaB。载体经酶切线性化后采用电击方法分别转化到乳酸克鲁维酵母K.lactis GG799及毕赤酵母GS115中,并通过同源区各自整合到宿主基因组中。重组酶进行镍柱纯化、Western Blot杂交鉴定及酶学性质分析。结果表明,耐热β-半乳糖苷酶在酵母表达系统中可以实现外源表达且热稳定性保持良好,但不能被酵母系统有效分泌。     

黑曲霉β-葡聚糖酶基因eglA6在乳酸克鲁维酵母中的表达及重组酶性质

以黑曲霉（Aspergillus niger）高耐热葡聚糖酶编码基因eglA6在乳酸克鲁维酵母（Kluyveromyces lactis）中的表达及重组酶性质为研究目的。利用乳酸克鲁维酵母表达系统,构建表达eglA6基因的重组菌K. Lactis GG799/pKLAC1-eglA6 SL105,重组菌摇瓶发酵酶活达到23.0 U/mL。重组酶AnEglA6K表观相对分子质量为5.6×10⁴,明显高于同一基因在巴斯德毕赤酵母中的表达产物。重组酶最适pH为5.0,最适温度为75 ℃,在80 ℃时酶活半衰期为65.0 min。以微晶纤维素为底物时重组酶比酶活约为0.5 U/mg。基因eglA6在乳酸克鲁维酵母中的表达产物与其在巴斯德毕赤酵母中的表达产物有明显差异,前者相对分子质量明显高于后者,热稳定性和结晶纤维素降解活性也高于后者。以乳酸克鲁维酵母为宿主表达eglA6基因获得的重组葡聚糖酶具有很高的耐热性,适合在饲料工业中应用。     

乳酸克鲁维酵母作为微生物细胞工厂的应用研究进展

乳酸克鲁维酵母（Kluyveromyces lactis）是一种典型的非常规酵母,在微生物基础研究和应用研究方面都有着非常重要的用途。该酵母具有食品安全级别高、蛋白分泌能力强、整合表达能力高效及大规模发酵能力优异等特点,因此,工业应用前景较为广阔。目前,乳酸克鲁维酵母作为蛋白表达系统已在食品和医药等行业中得到了广泛应用。近年来,国内外生物技术领域的科研人员以乳酸克鲁维酵母作为底盘细胞,利用合成生物学技术已经成功构建出了能够生产各种生化产品的微生物细胞工厂,该技术展示出了极大的发展潜力。本文主要对乳酸克鲁维酵母的菌种特点、合成生物学元件、遗传操作工具、基因编辑策略进行介绍,并综述乳酸克鲁维酵母作为细胞工厂的应用研究进展,可以为今后利用合成生物学方法在乳酸克鲁维酵母底盘中构建生产各种高附加值产品的高效微生物细胞工厂提供理论指导。     

乳酸克鲁维酵母与乳酸菌混菌发酵对乳糖降解条件的优化

为优化乳酸克鲁维酵母与德氏乳杆菌保加利亚亚种及嗜热链球菌混菌发酵降解乳糖的条件,研究了乳酸克鲁维酵母的接种量、发酵温度和发酵时间3个因素对乳糖降解率的影响,并采用正交试验优化参数.利用直接比色法测定乳糖质量浓度.结果表明,最佳混菌发酵降解乳糖的条件为乳酸克鲁维酵母的接种量5.5 mL-1(对数值),发酵温度32℃,发酵时间5.5 h.此条件平均乳糖降解率为25.45％.     

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.     

Disruption of PMR1 in Kluyveromyces lactis improves secretion of calf prochymosin

BACKGROUND: Chymosin is an important industrial enzyme widely used in cheese manufacturing. Kluyveromyces lactis is a promising host strain for expression of the chymosin gene. However, only low yields of chymosin (80 U mL^?1 in shake flask culture) have been obtained using K. lactis GG799. The aim of this study was to increase the amount of recombinant calf chymosin secreted by K. lactis GG799 by disrupting the PMR1 gene. RESULTS: Kluyveromyces lactis GG799 harbouring the disrupted PMR1 gene showed reduced growth in ethylene glycol tetraacetic acid‐containing and Ca²⁺‐deficient medium, but Ca²⁺ supplementation eliminated the growth problem. The calf chymosin gene was ligated into the K. lactis GG799 expression vector, generating the plasmid pKLAC1‐N‐prochymosin. The linearised plasmid was homologously integrated into the genome of K. lactis GG799. In shake flask culture, chymosin activity was 496 U mL^?1 in the K. lactis PMR1‐deficient mutant, sixfold higher than that in wild‐type K. lactis GG799. CONCLUSION: Disrupting the PMR1 gene improved chymosin production in K. lactis GG799 sixfold. This knowledge could be applied to industrial chymosin production. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

PlnF抗菌肽在乳酸乳球菌中的分泌表达及抑菌活性鉴定

采用乳酸乳球菌表达载体对PlnF抗菌肽基因进行克隆表达,旨在使重组乳酸菌可以直接应用于食品的发酵和防腐之中。在乳酸乳球菌pNZ8149/NZ3900表达载体中,构建含有胞外表达信号肽的PlnF抗菌肽重组质粒,进一步在电阻200?Ω、电容25?μF条件下电转入NZ3900感受态内。经溴甲酚紫培养基筛选、菌落聚合酶链式反应验证、测序等鉴定正确的重组菌株,以1?ng/mL?Nisin诱导6?h后离心获得的上清液对金黄色葡萄球菌具有（14.03±0.23）mm的抑菌圈,经Tricine-十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测到在5.8～7.8?kDa间出现一条与预期大小相近的条带,进一步通过纳升液相色谱-电喷雾-串联质谱验证表明PlnF蛋白在pNZ8149/NZ3900乳酸乳球菌表达载体中正确地进行了胞外表达。     

牛凝乳酶原基因在食品级乳酸乳球菌中的重组表达

将牛凝乳酶原基因连接pNZ8149载体,并转化乳酸乳球菌NZ3900,经乳酸链球菌素Nisin诱导,测得重组菌株胞内凝乳酶活力达到0.7 SU/mL,培养基中检测不到凝乳酶活力,实现了牛凝乳酶原基因在乳酸链球菌Nisin诱导基因表达系统（nisin controlled gene expression system,NICE）中活性表达。在此基础上,将分泌信号肽SPusp45连接于pNZ8149,构建了分泌型表达载体pNZ8149s,并实现牛凝乳酶原基因在NICE系统中分泌表达。当使用1 ng/mLNisin诱导5 h后,重组菌株胞内检测不到凝乳酶活力,培养基中凝乳酶活力为1.2 SU/mL,说明pNZ8149s能够促使凝乳酶原从乳酸乳球菌中分泌。该方法为重组牛凝乳酶在食品级菌株中重组表达提供了一种可行的方案。     

表达外源谷氨酸脱羧酶基因对重组乳酸乳球菌胁迫抗性的影响

通过在乳酸乳球菌（Lactobacillus lactis）NZ9000外源添加一定浓度的γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid,GABA）和表达可以合成GABA的谷氨酸脱羧酶（glutamic acid decarboxylase,GAD）两种方式,研究L. lactis NZ9000在酸胁迫和冷冻胁迫下的表现。结果表明：外源添加GABA的手段对于L. lactis NZ9000在酸胁迫和冷冻胁迫下的生长没有明显帮助。与之相反,通过逆转录-聚合酶链式反应克隆茶树中的CsGAD,构建pNZ8148-CsGAD表达载体,可获得高效表达GAD的基因工程重组菌L.?lactis?NZ9000/pNZ8148-CsGAD。经2?ng/mL乳酸链球菌素（Nisin）诱导8?h后,高效液相色谱检测表明重组菌合成GABA能力提高5?倍以上。生长曲线测定结果表明,正常培养条件下,重组菌到达对数生长平台期的时间较对照菌延长,到达稳定期的最大生物量（OD600?nm）提高至对照菌的1.5?倍;在pH?4.0的酸性培养条件下,对照菌基本不生长,而重组菌仍保持一定的生长力。低温胁迫实验结果表明,培养至稳定期后期的乳酸菌抗冻能力和存活率均要高于对数期中期和稳定期前期2?个培养阶段,且不同培养阶段中,重组菌的存活率均高于对照菌1～2?个数量级。综上所述,重组的L.?lactis?NZ9000/pNZ8148-CsGAD能够通过食品级异源表达CsGAD产生的GABA显著提高乳酸菌抗酸和抗冷冻胁迫的能力。本研究为探索研究乳酸菌抗胁迫机理、改良乳酸菌生长状态以利于其工业化用途的扩展提供了参考。     

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.     

麦芽糖转糖基酶在毕赤酵母中的表达及活性分析

用PCR 方法从E.coli BL21(DE3)中获得麦芽糖转糖基酶基因,将该基因插入到酵母表达载体pPIC9K 的α分泌信号开放阅读框的下游,对重组质粒pPIC9K-MalQ 所含的外源片段进行双向测序。将测序正确的重组质粒用内切酶Sal Ⅰ线性化,电穿孔转化到GS115 感受态细胞中,G418 梯度筛选高拷贝转化菌及PCR 鉴定目的基因的整合,1% 甲醇诱导表达。经薄层色谱分析粗酶液处理的麦芽二糖溶液,证实粗酶液具有麦芽糖转糖基酶活性。     

重组人凝血酶真核表达载体的构建及其在CHO细胞中的稳定表达

目的 构建含重组人凝血酶基因的重组真核表达载体,并转染哺乳动物细胞CHO,建立稳定表达重组人凝血酶的细胞株.方法 利用限制性内切酶EcoR I和XbaI将凝血酶基因插入真核表达载体pcDNA3.1（＋）中,构建含人凝血酶基因的重组质粒pcDNA3.1 （＋）/thrombin,利用双酶切和测序法鉴定.采用阳离子脂质体介导方法,将构建的表达载体转染到CHO细胞中,通过G418加压筛选出阳性细胞克隆,建立稳定表达人凝血酶的细胞株,并扩大培养.采用RT-PCR和SDS-PAGE法检测其mRNA和蛋白质的表达,并对其生物活性进行鉴定.结果 重组质粒pcDNA3.1 （＋）/thrombin经双酶切和测序鉴定证实插入序列准确无误;经RT-PCR和SDS-PAGE法鉴定,转染的CHO细胞可表达、分泌人凝血酶,得到的重组人凝血酶表观相对分子质量（Mr）为43000左右,与预测一致,且具有降解并凝固牛纤维蛋白原的活性,其比活为234.1 U/mg.结论 成功构建了真核表达载体pcDNA3.1 （＋）/thrombin,并成功地在CHO细胞中表达了具有生物活性的重组人凝血酶,该体系的建立为进一步规模化生产重组人凝血酶奠定了基础.     

具有溶栓活性的重组乳酸乳球菌的构建

利用PCR方法从纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis subsp.natto)基因组DNA中扩增纳豆激酶原基因,构建了纳豆激酶原基因的表达载体pFY002,转化Lactococcus lactis NZ9000,得到活性表达纳豆激酶的重组菌Lactococcus lactis NZ9000/pFY002。利用纤维蛋白平板法检测其溶栓活性,并对诱导剂乳链菌肽(NisinA)的浓度、温度、诱导时间对重组菌产酶的影响进行探究。     

三聚氰胺脱氨酶基因克隆表达及活性测定

从载体pUC57-MDA中获得经过大肠杆菌密码子偏好性优化的三聚氰胺脱氨酶编码基因,将该基因连接至表达载体6HisT-pRSET中,构建了重组表达质粒6HisT-pRSET-MDA,将其转化大肠杆菌BL21(DE3),得到重组工程菌BL-MDA并进行诱导表达,利用SDS-PAGE对表达产物进行分析并测定酶活性。SDS-PAGE电泳分析结果显示,表达上清液在53 000处有明显的蛋白质条带,与理论相对分子质量的吻合,其脱氨酶活性达5.61 U。