抗辐射不动杆菌碱性脂肪酶基因在毕赤酵母中的表达

本研究将来自抗辐射不动杆菌CMC-1的碱性脂肪酶基因去掉信号肽,经密码子优化及全基因合成后克隆到pPICZαA载体,构建了重组质粒pPICZαA-ARL,质粒线性化后转化毕赤酵母X33,筛选得到分泌表达碱性脂肪酶的重组毕赤酵母X33/pPICZαA-ARL。摇瓶发酵液上清酶活最高达65 U/mL,初步研究了该脂肪酶的酶学性质,其最适作用温度为50℃,最适pH为9.0,最适底物是对硝基苯酚辛酸酯。     

短小芽孢杆菌碱性β-葡萄糖苷酶在毕赤酵母中的表达及酶学性质研究

以毕赤酵母密码子为基准,对短小芽孢杆菌β-葡萄糖苷酶基因密码子进行优化,设计合成全基因序列,构建表达载体转入毕赤酵母中。结果表明,短小芽孢杆菌β-葡萄糖苷酶基因已成功转入酵母菌中并分泌表达,诱导培养72h发酵液的酶活力可达25.39U/mL。重组酶最适反应温度45℃,最适pH 9.0,重组酶的K_m值1.26mmol/L,V_(max)为32.15μmol/(min·mg)。重组β-葡萄糖苷酶对大豆苷水解活性相对活力是pNPG的248%,转糖苷活性催化50%底物葡萄糖合成龙胆二糖,达34.25g/L。     

嗜碱芽孢杆菌产环糊精葡萄糖基转移酶发酵条件的优化

对一株嗜碱芽孢杆菌产环糊精糖基转移酶的发酵条件进行了研究。利用单因素试验和正交试验获得该菌株产环糊精糖基转移酶的最佳条件为：接种量3％；培养温度30℃；pH10．5；发酵培养基的组成为玉米粉2％，酵母膏1．5％，玉米浆5％；250ml三角瓶装液量为30ml；270r/min振荡培养3d，其发酵液酶活可达5400U／ml左右。10L罐发酵时酶活可达5820U／ml。     

嗜热地衣芽孢杆菌SR01葡聚糖酶基因的原核表达及酶学性质研究

从一株嗜热地衣芽孢杆菌SR01中克隆了β-葡聚糖酶的编码基因,并通过原核表达对重组酶的酶学性质进行了研究。结果显示,该酶编码基因ORF包含741bp,编码246个氨基酸,理论分子量为28.03ku,等电点为6.42。在温度30℃、浓度0.05mmol/L条件下IPTG诱导4h,重组蛋白得到显著表达。酶的最适反应温度、pH值分别为55℃、pH6.0~7.0;在温度40~90℃、pH5.0~10.0条件下具有良好的稳定性。Cu2+、Fe2+、Ca2+、Ba2+、Mn2+、EDTA对该酶有不同程度的抑制作用,K+、Na+对该酶起轻微的激活作用。该酶对体外模拟胃肠环境具有较好的耐受性,在模拟胃液中放置90min仍有80%左右的活性,胰液对该酶有一定的激活作用。     

人对氧磷酶1在巴斯德毕赤酵母中的表达与纯化

人对氧磷酶1（Human Paraoxonase 1,hPON1）是人体血液中的一种非专一性酯酶,可以水解多种有机磷化合物,被认为是一种有机磷农药中毒的解毒剂。为了得到较纯的具有活性的hPON1,本文采用巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris表达系统,对hPON1进行胞内表达。hPON1基因经过密码子优化后克隆至pPICZA表达载体上,构建得到pPICZA-PON1重组表达质粒,经线性化后转化至巴斯德毕赤酵母X33菌株中,筛选得到阳性重组菌株。将重组菌株进行摇瓶发酵120 h,酶活达0.15 U/mL。收集发酵液并细胞裂解后,用Ni-NTA螯合亲和层析的方法进行纯化,得到纯化的hPON1,SDS-PAGE结果显示表达产物的大小约37 ku,与预期的蛋白分子量相符。表达的重组hPON1的最适反应温度为45 ℃,最适pH为9.0。以上结果表明,本研究成功地表达并得到较纯的有活性的hPON1蛋白。     

一种密码子优化的酸性普鲁兰酶基因在巴斯德毕赤酵母中的高效表达

根据毕赤酵母密码子偏好性对来源于Bacillus deramificans的普鲁兰酶基因进行优化并构建在细胞内表达普鲁兰酶的重组毕赤酵母。优化后普鲁兰酶编码基因Bd P4在巴斯德毕赤酵母GS115中的表达水平平均比优化前的普鲁兰酶基因Bd P提高4倍以上。筛选到1株表达水平较高的重组菌Pichia pastoris GS115/p PIC9K-Bd P4 WB54。在5 L发酵罐获得了初步优化的发酵条件:发酵液p H 4.5,在菌体量达到87 g/L时开始甲醇流加,采用溶氧(DO)恒定策略控制甲醇流加,DO控制在25%的水平,甲醇流加速率为9.9 m L/(L·h),搅拌转速控制在最大值800 r/min,通风量2 V/(v·m)。在优化条件下重组菌发酵酶活在2 000 U/m L以上。重组酶最适p H为4.0,最适作用温度50℃,在50和55℃下酶活半衰期分别为32和18 h。     

海藻糖合酶基因在毕赤酵母中的表达

首次构建来源于恶臭假单胞菌海藻糖合酶基因（AE015451.1）的真核表达载体,探索在毕赤酵母中的表达。PCR扩增目的基因,经EcoRⅠ/XbaⅠ双酶切后连接至同样双酶切的pPICZaA中,经PCR检测和序列测定准确后,通过电击法将重组质粒转入毕赤酵母GS115中,利用含Zeocin的YPD平板筛选到阳性转化子,提取阳性转化子基因组并利用特异性引物PCR得到一条与目的基因大小相同的条带,说明目的基因转入成功,诱导重组蛋白表达并用SDS-PAGE检测可见一条约76 ku与目的蛋白大小预测相符合的蛋白条带,最后HPLC检测重组蛋白可将麦芽糖特异转化为海藻糖,说明外源表达的海藻糖合酶具有一定酶活。通过PCR、SDS-PAGE和HPLC结果说明成功构建重组pPICZaA-TreS质粒并整合到巴斯德毕赤酵母的基因组上,且海藻糖合酶基因得到预期的表达并具有活性,为下一步研究奠定基础。     

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.     

抗菌肽DCD-1L在毕赤酵母中的表达及其条件优化

本文将抗菌肽DCD-1L在毕赤酵母SMD1168中表达并优化其表达条件。利用重叠延伸PCR法获得DCD-1L基因并将其重组到质粒pPICZα-A中;将重组质粒pPICZ-A—DCD-1L转化毕赤酵母蛋白酶缺陷株SMD1168并诱导表达;通过抑菌圈试验确定其最适表达时间、温度、pH值和甲醇诱导量。结果表明：最适表达时间为48h,温度为28℃,pH值为6,甲醇诱导量为终浓度0.5％。     

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。     

TAT-SOD在长期保藏的重组毕赤酵母中表达的条件优化

TAT-SOD是TAT蛋白转导结构域与SOD的融合蛋白质。作者以2007年构建的产TAT-SOD重组毕赤酵母菌为出发菌株,通过摇瓶实验研究不同温度、初始pH、诱导剂浓度等因素对蛋白质表达的影响。通过比色分析法测定菌体浓度、超氧阴离子自由基清除法测定酶活、SDS-PAGE分析目的蛋白质TAT-SOD的浓度;并采用定量PCR法分析表达菌株的目的基因的mRNA变化规律,从而研究长期保藏重组毕赤酵母菌株表达TAT-SOD的适合性及其条件优化。研究结果表明,摇瓶发酵的最佳条件下（YPDM培养基,体积分数1.0%诱导剂浓度,诱导温度30.0 ℃,初始pH值7.0）,发酵液上清酶活水平为753 U/mL,是未优化初始酶活水平的5.1倍,其中pH值优化使TAT-SOD表达水平提高到原始值的3.4倍。7.0的初始诱导pH值的mRNA水平是对照组pH 4.0的3.5倍。这些结果说明,长期保藏的重组毕赤酵母菌株仍然适合表达TAT-SOD,发酵条件会对毕赤酵母的TAT-SOD表达造成显著影响,影响表达水平的最主要因素是目的蛋白质的mRNA水平变化。     

产胆固醇酯酶毕赤酵母发酵条件优化及酶学性质研究

为实现胆固醇酯酶的高效发酵,以成功表达的毕赤酵母工程菌株P.pastoris X-33为研究对象,通过单因素和正交试验对其发酵条件进行优化。结果表明:最适培养基组成为:酵母浸粉含量1.0%、蛋白胨浓度1.5%、甘油含量1.0%、KH₂PO₄ 1.18%、K₂HPO₄ 0.3%、生物素4×10-5%、YNB 1.34%;在初始pH7.0,30 ℃发酵96 h条件下,酶活力可达11.21 U/mL,较于优化前提高了3.65倍。酶学性质结果显示,该酶最适pH和最适反应温度分别为8.0和50 ℃,Zn2+对酶有较强的抑制性。该胆固醇酯酶酶学性质较为稳定,可为今后的规模化应用提供技术基础。     

毕赤酵母组成型高效表达启动子的筛选鉴定

为获得高产量、高活性的葡萄糖氧化酶(GOD)酵母表达菌株,优化了GOD的T132S/T56V双突变编码序列,将之克隆到表达载体pGAP_k上得到表达载体pGAP_k-h₂-GOD,以pGAP启动GOD基因的表达。将pGAP_k-h₂-GOD上的pGAP启动子替换为pGCW14和pAOX1,并对pGCW14启动子进行改造,得到3种pGCW14的改造体,最终得到包括pGAP_k-h₂-GOD在内的6种不同启动子的重组表达载体。将这6种载体转化毕赤酵母GS115,建立了一种简便高效的筛选方法初步筛选出GOD重组菌株,再对筛选到的转化子进行发酵培养,测定发酵上清液的GOD酶活力,以此来比较各种启动子启动效率的强弱。结果显示:pGCW14的启动效率是pGAP的3~5倍,改造后的启动子pGCW14+G20A/C-467T(0.767)和pGCW14-UA(0.689)的启动效率较原始的pGCW14(0.574)都有明显的提高,尤其pGCW14+G20A/C-467T启动效率最高,比原始pGCW14提高了32.5%左右。与诱导型启动子pAOX1(1.187)相比,pGCW14+G20A/C-467T(1.109)的启动效率仅比其低6.6%左右。结论:改造后的启动子可望在毕赤酵母组成型高效表达的研究应用中具有一定的前景。     

共表达分子伴侣提高漆酶在毕赤酵母中的分泌

通过共表达分子伴侣的策略提高漆酶在毕赤酵母中的产量。前期基于Pichia pastoris密码子偏好性,合成了来源于Cerrena sp. WR1的漆酶基因,克隆至pPIC9K,转化Pichia pastoris GS115,得到重组菌株PP-L。在PP-L中,分别过量表达蛋白质折叠(BIP、ERO1)、囊泡运输(SEC53、SEC1)、胁迫应激(HAC1、GCN4)相关的6种分子伴侣。结果显示,共表达这6种分子伴侣对分泌表达漆酶的菌株PP-L的正常生长没有影响;共表达BIP使重组菌胞外酶活提高359%,共表达ERO1胞外酶活反而降低22%;共表达其它4种分子伴侣对胞外酶活提高18%～53%。组合共表达BIP和HAC1的重组菌P1较PP-L胞外酶活提高了602%,酶活达到3 896 U/L。推测由于强化内质网中BIP水平进而提高了蛋白质折叠能力,从而提高其分泌效率。该研究结果将有助于发酵法生产漆酶的工业化。     

毕赤酵母含硫氨基酸生物合成途径

含硫氨基酸是所有生物生长繁殖不可缺少的氨基酸。尽管毕赤酵母在工业发酵中作为重要的表达菌株,但是其含硫氨基酸的生物合成途径尚未明了。作者采用生物信息学及表型分析的方法,阐明了毕赤酵母含硫氨基酸的生物合成途径。结果表明,毕赤酵母可通过O-乙酰同丝氨酸及O-乙酰丝氨酸与无机硫元素合成含硫氨基酸,甲硫氨酸与半胱氨酸也可通过转硫途径实现相互转化。另外毕赤酵母cys3Δ突变菌株在未添加半胱氨酸的合成培养基中对硒代甲硫氨酸表现出显著的抗性。综上所述,未来有望应用毕赤酵母表达硒蛋白用于蛋白质三级结构的分析。     

耐热赖氨酸氨肽酶毕赤酵母表达及培养条件优化

为实现耐热耐氨酸氨肽酶的异源表达,通过PCR扩增技术从Pseudomonas aeruginosa NJ-814基因组中克隆获得耐热的赖氨肽酶基因(PLAP),构建重组载体p PIC9K-PLAP,并最终实现在毕赤酵母GS115中的分泌表达。对重组毕赤酵母进行初步筛选,单因素实验优化获得重组毕赤酵母最佳诱导条件如下:诱导培养基初始pH为5.0、甲醇质量浓度1.5 g/dL、诱导温度28℃、装液量25 mL/250 mL、Co~(2+)浓度50μmol/mL、山梨醇添加量9 g/L。在最优条件下,氨肽酶酶活提高了5.2倍,比酶活2.74 U/mg。实验结果表明:PLAP基因已成功转入毕赤酵母GS115并获得表达。     

Bacillus sphaericus 2297蛋白酶基因sph在毕赤酵母中的表达及重组酶酶学性质

将Bacillus sphaericus 2297蛋白酶基因sph进行毕赤酵母密码子优化后,进行全基因合成,并构建了重组酵母菌P. pastoris X33-ppicZalphA-sph,对重组酶进行酶学性质研究。结果表明,重组酶的最适反应温度和最适反应pH为40 ℃和8.0,且其为20~30 ℃中保温10 h仍有80%以上的酶活力、在pH7.0~9.0条件下孵育24 h,仍能保持60%以上的酶活性。K+、Sr2+对酶活有明显激活作用,而Fe3+、Ba2+对酶活有明显抑制作用;重组蛋白酶SPH在极性常数为0.8~3.1的25%的正丁醇、环己烷、二甲苯中孵育6 d后,仍能保留50%以上的酶活性。本研究为B. phaericus 2297和B. phaericus DS11蛋白酶有机溶剂耐受性机制的研究奠定基础。     

未来食品的发展: 植物蛋白肉与细胞培养肉

豆血红蛋白是一种植物源血红蛋白,在植物蛋白肉加工中可作为重要的风味催化剂和着色剂,大大增加植物蛋白肉的拟真性。为实现豆血红蛋白在食品级微生物中的异源表达,将携带豆血红蛋白LBC2基因的质粒PESC-TRP转入酿酒酵母CEN.PK2-1C中,通过添加kozak序列促进其翻译,并进一步对启动子序列进行选择,以提高豆血红蛋白表达量。对重组菌株进行发酵,用Western blot分析LegH蛋白表达水平。结果显示,诱导型启动子GAL1,10较三种组成型启动子TEF1、ADH1、GAP在表达LegH能力上具有显著优势,较产量最低的ADH1启动子提升了3.93倍。在组成型启动子中,TEF1启动子能力较优,是ADH1启动子的2.91倍,是GAP启动子的1.2倍。最后,利用Ni柱亲和层析对蛋白进行浓缩纯化,测得LegH发酵浓度为2.79 mg/L。本研究成功实现了豆血红蛋白在酿酒酵母中的异源表达,经后续优化有可能成为豆血红蛋白异源表达的又一途径。     

Production and Characterization of Cyclodextrin Glycosyltransferase from Bacillus lentus

A new alkalophilic Bacillus. which produced exceptionally high activity of cyclodextrin glycosyltransferase, was isolated from soil. This strain of Bacillus was identified as Bacillus lentus. The enzyme was purified and characterized. It was found that optimum pH and temperature for cyclodextrin forming activity were 6.5–8.5 and 45–55°C. Thermal stability of the enzyme was remarkably increased by the addition of calcium ions. The maximum conversion of starch to cyclodextrin by the enzyme was 65%. The cyclodextrins formed after 24 h of enzymatic reaction consisted of α-. β- and -y-cyclodextrins in proportion of 1:67 : 1.6.     

信号肽对Bacillus subtilis表达环糊精葡萄糖基转移酶的影响

将来源于作者所在实验室构建保存E.coli p ET-20b(+)/CGT△E-CBMAmy的CGT△ECBMAmy基因插入6种含有不同信号肽(est A、bpr、vpr、ync M、yvg O和ywb N)的穿梭质粒p MA0911-SPs中,构建了6种重组表达载体并将其转入表达宿主B.subtilis WB600中,获得了6株重组菌。在相同的发酵条件下,est A信号肽介导的分泌效果最好,L-抗坏血酸2-葡萄苷产量达到0.81 g/L,明显高于其他5株重组菌。选取WBp MB/CGT△E-CBMAmy作为出发菌株,进行了摇瓶发酵条件优化,实现了CGT△E-CBMAmy酶的高效表达,最终使AA-2G产量提高了2.16倍,VC转化率达到21.9%。