人白介素2-人血清白蛋白融合蛋白的纯化及活性鉴定

采用课题组已构建的携带人白介素2-人血清白蛋白融合蛋白(rhIL-2-HSA)基因的重组毕赤酵母Pichia pastoris GS115进行rhIL-2-HSA的分离纯化研究。发酵上清液经超滤浓缩、Blue Sepharose亲和层析、Octyl Sepharose疏水层析和DEAE Sepharose离子交换层析纯化获得较高纯度的目的产物,SDS-PAGE检测为单一条带。Western Blot分析结果显示,目的产物同时具有HSA和IL-2的抗原性,为HSA和IL-2的融合分子。经CTLL-2/MTT细胞增殖法测定,纯化的融合蛋白的生物学活性为1.147×107 IU/mg。     

人血清白蛋白-白介素-2融合蛋白在CHO细胞中的表达

白细胞介素-2在人体免疫应答中具有重要作用,常用于治疗肿瘤、肝炎和免疫缺陷性疾病等多种疾病,但因其体内半衰期短而限制了其临床应用。文中构建了含有融合蛋白基因HSA-IL-2的p MH3质粒,并通过电转染的方法转入中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cell,CHO细胞)中,利用p MH3质粒所携带的neo基因进行筛选,经96孔板培养并筛选得到稳定表达目的蛋白质的重组细胞,融合蛋白HSA-IL-2表达量达到2.26 mg/L。利用反转录PCR和Western blot对重组细胞鉴定后发现,融合蛋白编码基因整合入重组CHO细胞基因组中,而且融合蛋白同时具有HSA和IL-2双重免疫原性。利用对IL-2具有依赖性的CTLL-2细胞进行活性分析后发现,筛选得到的表达细胞分泌得到的融合蛋白具有较高的生物活性,表明成功构建具有表达IL-2生物活性能力的CHO细胞。     

奶牛α-1,3-岩藻糖基转移酶基因的克隆表达

唾液酸化路易斯-X(sialyl lewis x,Slex)是选择素家族的一个共同糖配体,通过与选择素竞争性地结合炎性细胞,可以抑制炎症反应。克隆表达Slex合成过程中的关键酶,就可以在体外进行Slex的生物合成,从而进行相关生物制剂的开发。α-1,3-岩藻糖基转移酶(alpha-(1,3)-fucosyltransferase,FT)就是参与Slex生物合成过程的关键酶之一。利用相关软件对牛的FT基因进行了生物信息学的分析,了解了FT的相关理化性质。通过PCR的方法获得了FT基因,构建了重组质粒pMD19-FT,并亚克隆至表达载体pPIC9K。通过电转化将线性化的表达质粒pPIC9K-FT整合到宿主菌Pichia pastoris GS115基因组上,构建了重组酵母GS115-FT。经诱导表达后,SDS-PAGE检测到了目的蛋白质条带,证明了此基因在P.pastoris GS115中能够可溶性表达。     

表达豌豆防御素基因的重组酵母对采后柑橘酸腐病的生物防治

抗菌肤(Antimicrobial peptides,APMs)是一类对细菌、真菌等微生物及某些昆虫和动植物细胞具有抑制作用的小分子多肽.将碗豆防御素基因Psd1插入甲醇酵母Pichia pastoris的分泌表达质粒pPIC9K中,并将含有目的基因的重组质粒电转化P.pastoris GS115 (his4),得到重组酵母GS 115/PSD菌株.试验结果表明,重组酵母菌株经扩大培养,诱导表达的菌体被破碎后,酵母悬浮液含量达到5×108细胞/mL时,可以很好地抑制采后柑橘的酸腐病.     

黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因克隆及在毕赤酵母中分泌表达

为大规模制备β-葡萄糖苷酶,构建重组酵母工程菌,实现β-葡萄糖苷酶的分泌表达。根据已报道黑曲霉(Aspergillus niger)β-葡萄糖苷酶cDNA序列设计一对引物,采用RT-PCR扩增,获得黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因(bgl)。构建了pMD-18T-bgl克隆载体,bgl亚克隆到质粒pPIC9K,构建表达载体pPIC9K-bgl。经BglⅡ线性化后电转入Pichia pastoris GS115,经过MD、YPD/G418平板筛选阳性克隆,获得分泌表达重组P.pastoris GS115的工程菌。用终体积分数1%的甲醇对其进行诱导表达,SDS-PAGE和酶活测定结果表明,重组毕赤酵母分泌了1个相对分子质量约90 000的蛋白质,与该酶基因产物的理论值一致。酶催化的最适温度为50℃,最适pH 5.5,其酶活达到38 U/mL,比已报导重组酶产酶水平有较大程度的提高。     

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。     

重组α-1,3-葡萄糖苷酶的毕赤酵母表达及发酵优化

Acremonium sp. S4G13来源的α-葡萄糖苷酶基因连接到p PIC9K载体上并在Pichia pastoris GS115中表达。在此基础上对重组菌P. pastoris GS115/pPIC9K-AGL产重组α-葡萄糖苷酶的发酵条件进行了单因素优化试验,结果表明最优条件为:生长阶段接种量10%,甘油体积浓度3%,初始pH 6.0;诱导阶段甲醇初始添加量1%,甲醇补加量0.5%,装液量10%,诱导温度25°C,山梨醇添加量6 g/L。在最优条件下发酵120 h,酶活可达7.8 U/mL,相比优化前酶活1.22 U/mL提升了5.4倍。     

一种酸性真菌α-淀粉酶的异源表达与重组酶性质

用PCR方法扩增扣囊复膜孢酵母CICIM Y1037菌株真菌α-淀粉酶基因成熟肽编码区(SfA),插入表达载体pPIC9K。重组质粒pPIC9K-SfA转化巴斯德毕赤酵母GS115,筛选获得淀粉酶活力相对最高的重组菌Pichia pastoris GS115/pPIC9K-SfAmy LZ08。SDS-PAGE电泳分析纯化获得的重组酶SfA,结果显示重组酶分子质量为61 kDa左右。SfA最适反应温度为45℃、最适pH为4.5,是一种酸性α-淀粉酶。Ca2+对SfA的热稳定性有促进作用,重组酶在含5 mmol/L Ca2+,pH 4.5的溶液中,55℃保温4 h酶活仍保留80%以上。SfA水解玉米淀粉获得麦芽寡糖和少量葡萄糖,其中麦芽糖和麦芽三糖为主要产物,分别占水解物的37%和39%。重组酶SfA在麦芽三糖和麦芽寡糖糖浆生产中有一定的应用潜力。     

门多萨假单胞菌Pseudomonas mendocina P10脂肪酶基因的克隆及其在酵母中的表达

采用同源克隆法获得了门多萨假单胞菌Pseudomonas mendocina P10脂肪酶基因的全长序列,DNA测序结果表明,该基因的DNA全长序列为801bp,编码267个氨基酸,推测蛋白相对分子量为29.95ku。将该脂肪酶基因连接到pPICZαA载体上得到重组表达质粒,转化Pichia pastoris X-33。脂肪酶基因在Pichia pastoris X-33中实现了分泌性表达,摇瓶发酵液上清酶活最大可达8U/mL。      

宇佐美曲霉阿魏酸酯酶A基因的克隆表达及酶学性质研究

本研究通过RT-PCR技术从宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)E001中克隆了编码阿魏酸酯酶A的成熟肽cDNA(AusfaeA),构建重组表达质粒pPIC9K-AusfaeA,将其经SacⅠ线性化后转化毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115,通过抗G418筛选获得高拷贝重组子GS115/AusfaeA,用甲醇诱导表达重组阿魏酸酯酶(reAusFaeA)。SDS-PAGE显示,纯化后的reAusFaeA为单一条带,其表观相对分子质量为36 000;以阿魏酸甲酯为底物,经高效液相色谱法测定,该酶的酶活为29.4 U/mg;reAusFaeA的最适反应温度为45℃,并在45℃以下稳定;最适反应pH为5.0,在pH 4.0~6.0范围内稳定;多数测定的金属离子及EDTA对该酶的活性影响不大。结果表明在P.pastoris中成功实现了AusfaeA的异源表达,该重组酶优良的酶学性质表明其具有较大的工业应用潜力。     

Cloning and optimized expression of a neutral endoglucanase gene (ncel5A) from Volvariella volvacea WX32 in Pichia pastoris

A cDNA fragment encoding a mature neutral endoglucanase with 366 amino acids was cloned from Volvariella volvacea WX32. Online analysis of amino acid sequence homology showed that the endoglucanase, designated as NCel5A, belongs to glycoside hydrolase family 5. The recombinant plasmid, pPIC9K-ncel5A, was transformed into Pichia pastoris GS115 by electroporation. Screening of multiple copies of the gene ncel5A in transformants was performed on YPD plates containing geneticin G418. One transformant expressing the highest recombinant NCel5A (rNCel5A) activity, numbered as GSNCel4-3, was chosen for optimizing expression conditions. In optimized conditions, the expressed rNCel5A activity was up to 4612 U/ml. SDS-PAGE and enzyme activity assays demonstrated that the rNCel5A, a glycosylated protein with an M.W. of about 42 kDa, was extracellularly expressed in P. pastoris. The rNCel5A showed the highest activity at pH 7.5 and 55°C and was stable at a broad pH range of 6.0-9.0 and at a temperature of 55°C or below.     

用GAP启动子在毕赤酵母中组成型表达重组 猕猴桃果胶甲酯酶抑制剂

目的构建组成型表达重组猕猴桃果胶甲酯酶抑制剂(kiwi pectin methylesterase inhibitor, kwPMEI)的毕赤酵母(P．pastoris)GS115工程菌株,探索碳源(葡萄糖、甘油、甲醇)对重组菌表达kwPMEI的影响,纯化kwPMEI并鉴定其对番茄果胶酶的抑制活性。方法应用PCR方法从P．pastoris GS115染色体中扩增了三磷酸甘油醛脱氢酶启动子(pGAP),以其取代诱导型表达载体pPIC9K-kwPMEI上的醇氧化酶启动子(pAOX1),构建了组成型表达载体pGAP9K-kwPMEI,并转化至GS115中。用Tricine-SDS-PAGE和Western blot分析目的蛋白表达情况,镍柱亲和层析纯化目的蛋白,并用凝胶扩散方法鉴定其抑制活性。结果重组毕赤酵母工程菌株成功组成型表达了kwPMEI,48h即达到最大表达水平,表达量约为66 mg/L。并且以甘油为碳源时kwPMEI表达量最高。成功分离纯化了kwPMEI,并经凝胶扩散方法检测表明其具有抑制活性。结论成功构建了组成型分泌表达kwPMEI的毕赤酵母菌株,为kwPMEI在果蔬汁中的进一步应用奠定了基础。     

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。     

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。      

有机磷农药降解酶基因Oph2的克隆及甲基对硫磷降解效果研究

摘要：目的 挖掘可高效表达农残降解酶的基因,并构建含有该表达基因的工程菌,以此提供一种高效去除有机磷农残的新方法。方法 利用基因克隆获得高效表达农残降解酶基因Oph2,采用基因工程手段将其转化至毕赤酵母表达系统,对毕赤酵母的发酵产物进行SDS-PAGE定性研究和酶活定量研究,最后通过与目标底物甲基对硫磷反应,分析工程菌表达降解酶对有机磷农残的去除效果。结果 本研究成功克隆得到了高效表达有机磷降解酶基因Oph2,基因全长1000bp,编码256个氨基酸,酶蛋白分子量为37KD,并利用表达载体pPIC9K成功将其转化至毕赤酵母GS115。构建的工程菌GS115-pPIC9K-Oph2表达有机磷降解酶活性为11.57 U/mL,对6.8 mg/L的甲基对硫磷降解效率为90%以上。结论 本研究得到的工程菌GS115-pPIC9K-Oph2可高效表达有机磷降解酶,该酶活性高,对有机磷农残降解能力强,可有效应用于有机磷农残的降解。     

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。     

甜蛋白Monellin在毕赤酵母中的表达及响应面法优化发酵培养基

根据毕赤酵母密码子偏好,人工合成了单链甜蛋白Monellin基因,构建了胞内表达载体pPICZA-Mon,重组载体经SacI线性化后,电击转入毕赤酵母GS115,转化子经PCR分析鉴定后通过甲醇诱导实现了甜蛋白Monellin在毕赤酵母中的胞内表达.采用Design Expert 7.0软件,利用响应面法对毕赤酵母盐培养基进行优化.首先用Plaekett-Burman方法研究发酵培养基各成分对响应值的影响,结果表明酵母提取物、硫酸钙和磷酸缓冲液为3个主要因素;利用最陡爬坡法逼近最大响应区域;最后通过中心组合设计和响应面分析得到最优培养基组成为0.6%酵母提取物,0.03%硫酸钙,0.45%硫酸镁,4%甘油,1.25%硫酸铵,7.7%100mmol/L磷酸缓冲液(pH值为6.0).在优化培养基条件下,工程菌生物量增加0.5倍,蛋白表达量提高近60%.     

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.