高山被孢霉产花生四烯酸的代谢研究

研究了3个批次的高山被孢霉发酵产花生四烯酸(ARA)过程中,生物量、糖耗、氮耗、油脂含量和ARA含量的变化.结果表明,发酵7d的生物量(干重)为30.650 g/L,糖耗85.33％,氮耗78.81％,发酵液油脂含量17.142 g/L,ARA含量7.482 g/L.     

构建人Cu,Zn-SOD毕赤酵母转化子及其高表达研究

设计人Cu,Zn-SOD酵母偏爱密码子并化学合成,与pPIC9K连接,构建酵母偏爱密码子的人Cu,Zn-SOD基因真核表达载体,通过电转化和持续加压筛选毕赤酵母GS115高拷贝转化子,获得的重组高表达酵母菌株建立主种子批。经Southern blot鉴定,基因拷贝数提高2～8倍,活性检测显示提高2～4倍。重组菌的目的基因拷贝数与表达产物呈正相关;表达产物为二聚体,其分子质量为40kD左右,低糖基化,均为分泌表达。Western blot法分析,对Cu,Zn-SOD抗体具有特异性反应。转化子在培养16h后进入对数生长期,24h后进入生长稳定期;转化子培养20h左右进行诱导表达最为合适。高拷贝的3株重组菌经50次传代后插入的目的基因保持稳定;Cu,Zn-SOD转化子用正交试验筛选摇瓶的诱导表达条件,经诱导表达,Cu,Zn-SOD表达上清最高活性大于600U/mL。确立最适摇瓶培养条件为pH6.0、30℃、体积分数1.5%甲醇诱导72h测得上清的目的蛋白表达最好,表明构建了高表达菌株。     

巴斯德毕赤酵母PEP4基因的剔除及对基因工程菌外源蛋白质表达的影响

目的构建蛋白酶缺失菌株,提高外源蛋白质表达的分泌率与产量。方法构建质粒pRS306/PEP4 L&R,利用基因重组原理剔除巴斯德毕赤酵母中的PEP4基因。比较基因剔除前后外源蛋白质表达量的差异。结果剔除毕赤酵母中的PEP4基因后外源蛋白质表达量平均提高9．5%。结论剔除毕赤酵母中的PEP4基因可有效地控制外源蛋白质MIP表达时的降解。     

高产花生四烯酸高山被孢霉的诱变育种研究

通过菌种选育获得具有优良产脂性能的菌株是实现微生物油脂工业化生产的重要前提。利用实验室前期构建的产油丝状真菌快速筛选技术,以前期筛选获得的一株性状优良的高山被孢霉TSM-3为出发菌株,通过常压室温等离子体(ARTP)诱变方法得到能够稳定遗传的高产突变菌株TSM-3-1,其油脂产量和花生四烯酸(AA)产量分别达到5.07 g/L和1.55 g/L,与出发菌株相比分别提高了47.81%和84.52%。将产油丝状真菌快速筛选技术与诱变育种相结合,提高了目标菌株筛选效率并强化了野生型菌株油脂合成能力,为产油丝状真菌菌种选育提供了新颖的研究思路及方法。     

碳氮比（C/N）对高山被孢霉中花生四烯酸积累的影响

为探究氮源及碳氮比（C/N）对高山被孢霉（Mortierella alpina）中花生四烯酸（ARA）积累的影响,选取无机氮硝酸钠和有机氮尿素为氮源,分别于高、中、低C/N条件下（C/N为40∶ 1、20∶ 1和10∶ 1）进行M.alpina发酵实验。分析发酵过程中菌体生物量（DCW）、发酵液残C量、发酵液残N量的变化,并通过气相色谱质谱联用技术（GC-MS）检测菌体中脂肪酸组分及其含量的动态变化,同时对各分析指标间进行了Pearson相关性分析。结果表明,以硝酸钠为氮源,高C/N条件下所获DCW更高（6.42 g/L）,为低C/N条件下的2.3倍,且高C/N条件下ARA产量也更高（0.21 g/L）,高C/N条件下ARA产量与DCW和N消耗量呈显著正相关。以尿素为氮源,低C/N条件下获得较高的DCW（18.2 g/L）,但因低C/N条件下菌体中ARA含量较低,故ARA产量不高;且相同C/N条件下,DCW和ARA产量远高于以硝酸钠为氮源的;不同C/N条件下,ARA产量与DCW、C消耗量、N消耗量和总脂肪酸含量均呈显著正相关。综上所述,有机氮比无机氮更有利于M.alpina菌体的生长和ARA的积累,且尿素的中C/N条件更有利于提高ARA的产量（0.99 g/L）。     

蛹虫草中谷氨酰胺转氨酶基因的克隆及在毕赤酵母中的表达

谷氨酰胺转氨酶(TGase或TG)是一种可催化蛋白质间形成异肽键,使蛋白质改性的天然酶制剂。本文以蛹虫草基因组为模板,通过PCR扩增得到TGase相似蛋白的基因片段tgM,将其与大肠杆菌-毕赤酵母穿梭表达载体pPIC9K连接,构建重组表达载体pPIC9K-TG,在毕赤酵母中进行表达,实现目的蛋白的胞外分泌表达,结果发酵液中重组TGase的酶活力为100 U/L。本研究为TGase的异源表达及潜在的工业应用提供参考。     

巴氏杜氏藻八氢番茄红素脱氢酶基因的克隆与分析

八氢番茄红素脱氢酶(PDS)是巴氏杜氏藻(Dunaliella bardawil)类胡萝卜素生物合成途径中的上游关键酶。本研究根据NCBI上已发布的巴氏杜氏藻mRNA序列(GenBank:Y14807),设计特异性引物,通过基因组步移法及半巢式PCR的方法,获得PDS编码区序列。在编码区序列获取过程中,发现5’端编码区有325 bp序列与NCBI上公布的cDNA序列有所不同,故采用了5’RACE技术进行验证,经过比对发现结果与本实验基因组步移所获得序列相匹配,推测NCBI公布mRNA序列的PDS与本实验获取的PDS可能为同工酶。然后根据获得的序列,再利用基因组步移PCR的方法获得其两端侧翼序列:启动子和终止子,并利用生物信息学工具对其进行分析。实验获得的完整PDS基因全长12678 bp,其中编码区序列长度为8113 bp,编码区上游序列3010 bp,编码区下游序列1555 bp,编码区序列含有12个外显子和11个内含子。通过生物信息学分,发现PDS启动子中具有多种转录因子结合位点。     

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。     

棘孢青霉右旋糖酐酶基因克隆及其在毕赤酵母中的表达

以右旋糖酐酶产生菌棘孢青霉F1001基因组为模板反转录合成右旋糖酐酶的cDNA（dex）,基因全长1 866 bp,根据毕赤酵母密码子偏好性优化dex序列获得优化右旋糖酐酶基因（opt-dex）,分别构建dex-pPICZαA和opt-dex-pPICZαA重组质粒,电击转入毕赤酵母X33中构建重组子。通过蓝色右旋糖酐T-2000平板以及摇瓶发酵筛选获得产右旋糖酐酶的重组酵母菌株。重组酶的酶学性质分析显示,重组酶分子质量65?kDa、最适pH?5.0、最适温度35?℃,专一作用于α-1,6糖苷键。在摇瓶水平上对重组毕赤酵母表达条件进行优化,优化培养条件为培养温度25?℃、初始pH?5.0、每24?h甲醇添加量1%（体积分数）、每24?h山梨醇添加量5?g/L、吐温-80添加量4?g/L、摇瓶装液量50?mL/500?mL锥形瓶,优化后的重组右旋糖酐酶分泌表达酶活力提高到240.74?U/mL。重组酵母X33是一株适合外源表达棘孢青霉右旋糖酐酶基因的工程菌,该重组酶可替代棘孢青霉右旋糖酐酶直接应用于工业生产催化制备右旋糖酐。     

Lactobacillus kefiranofaciens 乳糖酶基因克隆及在毕赤酵母中表达

以马乳酒样乳杆菌ZW3基因组为模板,PCR扩增得到乳糖酶中LacL、LacM两个大小亚基片段,经EcoRI和SnaBI双酶切后,分别连接pPIC9K质粒,转化大肠杆菌感受态细胞DH5α,并验证其核苷酸序列正确。将重组质粒pPIC9K-LacL、pPIC9K-LacM分别电转化毕赤酵母GS115,构建pPIC9K-LacL-GS115重组子和pPIC9K-LacM-GS115重组子,通过筛选得到抗G418浓度达到3.0 mg/mL,具有多拷贝基因的重组子。经反转录PCR验证,cDNA上存在LacL片段,并可检测到乳糖酶酶活达到1.17 U/mL;pPIC9K-LacM-GS115重组子诱导表达72 h后的发酵液上清经SDS蛋白电泳检测到目的条带。     

cp4-epsps基因在毕赤酵母中的表达及鉴定

为建立一种新的外源蛋白安全评估方法,构建转外源基因酵母是关键步骤。本研究以来源于转基因作物的抗除草剂合成酶蛋白CP4-EPSPS为研究模板,首先通过基因优化和化学合成获得cp4-epsps基因,优化后基因密码子适用性指数(CAI)为0.85,GC含量为52%。目的基因克隆至毕赤酵母表达载体p PICZb,经鉴定筛选正确的重组载体p PICZb-EPSPS电击转化至毕赤酵母GS115,cp4-epsps基因通过同源重组方式整合至酵母基因组,PCR扩增酵母基因组筛选得到在正确位点发生同源重组的4株阳性菌株。随后,各阳性菌株分别于28℃、250~300 r/min培养,0.5%甲醇诱导4 d后,提取各组菌株总蛋白,采用SDS-PAGE和western blotting鉴定CP4-EPSPS表达的正确性。CP4-EPSPS单克隆抗体及载体标签C-MYC单克隆抗体的western blotting结果一致显示cp4-epsps基因在毕赤酵母GS115中成功获得表达,大小约50 ku。本实验成功构建了转cp4-epsps基因的毕赤酵母基因工程菌,为下一步开展转基因作物CP4-EPSPS成份的安全评价奠定基础。     

痤疮丙酸杆菌亚油酸异构酶在毕赤酵母中的异源表达 及其静息细胞催化合成共轭亚油酸

来源于痤疮丙酸杆菌（Propionibacterium acnes）的亚油酸异构酶（PAI）是一种能够通过单酶催化,生成共轭亚油酸（t10,c12-CLA）的亚油酸异构酶。为实现PAI的高效表达,以pPink为表达载体,毕赤酵母（PichiaPinkTM Strain2）为宿主菌,构建毕赤酵母重组菌株（Pichia-pPink-His-opai）,实现了PAI在毕赤酵母中的异源表达。对毕赤酵母重组菌进行初步筛选获得蛋白表达量最高的转化子,通过单因素实验优化毕赤酵母重组菌的诱导条件。毕赤酵母重组菌最佳诱导条件为：诱导时间24 h,诱导剂甲醇体积分数2%。在最佳诱导条件下,将毕赤酵母重组菌制成静息细胞催化剂催化合成t10,c12-CLA。在28 ℃、200 r/min、亚油酸质量浓度4 g/L、反应时间6 h条件下,t10,c12-CLA产量为2.12 g/L,转化率可达53%。     

重组牙鲆生长激素基因片断在毕赤酵母中的表达

为了开发一种有效的重组牙鲆生长激素(r-fGH)的方法,利用PCR的方法从牙鲆eDNA文库中克隆得到了牙鲆生长激素(fgh)的cDNA片断.接着将这个fgh片断克隆到整合型质粒pAO815,它可以在甲醇诱导启动子的调控下表达外源蛋白.利用这种包含一个fgh插入片段的克隆来构建含有2个和3个头尾顺序排列的fgh表达框的表达质粒.利用氯化锂转化的方法将所构建的质粒转化到毕赤酵母GS115,然后进行筛选、培养和0.5%甲醇诱导表达,最后得到重组表达的牙鲆生长激素.     

裂殖壶菌脂肪酶基因克隆及底物特异性研究

裂殖壶菌甘油三酯合成和水解的过程中,脂肪酶起着重要的作用。根据同源性分析结果,筛选得到裂殖壶菌脂肪酶基因STGL2。以cDNA为模板获得STGL2脂肪酶基因,将其连接到pPIC9K载体上,得到重组质粒pPIC9K-STGL2,并在毕赤酵母中表达;系统分析了重组脂肪酶(Stgl2p)的底物特异性。结果表明:STGL2脂肪酶基因在毕赤酵母中成功表达;裂殖壶菌脂肪酶Stgl2p的最适底物为对硝基苯酚月桂酸酯(p-NPL),其最适p H为7.5,最适反应温度为35℃。综上所述,脂肪酶Stgl2p在裂殖壶菌细胞内对甘油三酯中长碳链脂肪酸的水解起着重要的作用。     

果胶甲酯酶抑制剂的异源表达及其在果酒降甲醇中的应用

该文从猕猴桃中克隆出果胶甲酯酶抑制剂（Pectin Methylesterase Inhibitor,PMEI）基因,经EcoRⅠ/XbaI双酶切后连接到表达载体pPICzαA上,电转化到毕赤酵母GS115筛选出阳性菌株GS115/pPICzαA-PMEI,并将重组酵母表达的PMEI浓缩纯化后应用于果酒发酵。研究结果表明：重组毕赤酵母表达菌株GS115/pPICzαA-PMEI成功构建,PMEI的发酵表达量为35.38 mg/L。将PMEI应用到果酒发酵中,桔子酒甲醇降低47.54%,含量由189.75 mg/L降低到99.55 mg/L;苹果酒甲醇降低21.52%,含量由118.15 mg/L降低到91.20 mg/L;葡萄酒甲醇变化不显著,含量均低于20.00 mg/L,表明PMEI对果胶丰富且内源性果胶酶强的桔子具有明显的降甲醇效果。桔子酒发酵工艺优化的PMEI最低抑制质量浓度8.84 mg/L,最适温度18 ℃,此时桔子酒中的甲醇降低66.40%到89.10 mg/L。这为低甲醇果酒的发酵提供了新的技术路线。     

Identification and characterization of a novel yeast omega3-fatty acid desaturase acting on long-chain n-6 fatty acid substrates from Pichia pastoris

A cDNA sequence putatively encoding a omega(3)-fatty acid desaturase gene was isolated from methylotrophic yeast Pichia pastoris GS115. The deduced amino acid sequence of this cloned cDNA showed high identity to known fungal omega(3)-fatty acid desaturases. Functional identification of this gene heterologously in Saccharomyces cerevisiae strain INVScl indicated that the deduced amino acid sequence exhibited omega(3)-fatty acid desaturase activity. The newly identified omega(3)-fatty acid desaturase, named Pp-FAD3, is novel because it showed broad n-6 fatty acid substrate specificity by its ability to convert all the 18-carbon and 20-carbon n-6 substrates examined to the corresponding n-3 fatty acids, with an approximately equivalent high conversion rate. Pp-FAD3 is the first known yeast omega(3)-fatty acid desaturase to act on long-chain n-6 fatty acid substrates. Heterologous expression of the newly identified omega(3) desaturase in different hosts will be an alternative method to increase the flow of n-6 fatty acid intermediates into their n-3 derivatives.     

Expression and purification of goat lactoferrin from Pichia pastoris expression system

ABSTRACT:  The recombinant goat lactoferrin (rGLF) was expressed in the methylotropic yeast Pichia pastoris using pGAPZαC vector, GAP as promoter, and Zeocin as the selective marker. After transformation of the GLF-pGAPZαC into Pichia pastoris X-33 expression host, the GLF-pGAPZαC vector was integrated into the GAP promoter locus of Pichia pastoris X-33 chromosome. The rGLF was expressed and secreted into the broth using α-factor preprosequence. SDS-PAGE and PAS staining analysis indicated that the rGLF could be purified to electrophoretic homogeneity by heparin-Sepharose 6 Fast Flow affinity chromatography and glycosylated by the expression host. The yield of purified rGLF was approximately 2.0 mg/L of culture broth. The N-terminal sequence was identical to the native goat lactoferrin (nGLF). The iron-binding behavior, papain-inhibiting property, and thermal stability of the purified rGLF were comparable to nGLF. This is the 1st report of intact goat lactoferrin expression using the P. pastoris system.