毕赤酵母工程菌产植酸酶补料分批发酵研究

对毕赤酵母工程菌PP-MS-NPm-4-16进行了补料分批发酵条件的研究,经摇瓶试验确定了发酵条件,即接种量为4%,生长阶段最适pH值为5.0,诱导阶段最适pH值为5.5,甲醇诱导浓度为30g/L,生长阶段添加豆油浓度为1.3%,诱导阶段豆油浓度为3%。在高密度发酵阶段,恒溶氧流加为最佳甘油补料方式,经过12h甘油补料,菌体密度OD600达145;甲醇诱导96h,酶活可达306.9kU/mL。     

代谢工程改造毕赤酵母发酵生产谷胱甘肽

谷胱甘肽(glutathione,GSH)作为一种具有多种生物学功能的含硫化合物,有广泛的市场应用价值。该研究旨在通过代谢工程改造巴斯德毕赤酵母,从而增加GSH的产量。首先,通过使用高浓度的G418抗生素筛选高拷贝的GSH合成酶Ⅰ(GshI)和GSH合成酶Ⅱ(GshⅡ),使GSH摇瓶产量增加了60%,达到1.6 g/L。其次,使用CRISPR/Cas9技术分别敲除GSH降解途径中的3个基因DUG1(YFR044c),DUG2(YBR281c)和DUG3(YNL191w)。其中,敲除DUG3基因的毕赤酵母GS115-No.10菌株的GSH产量从160 mg/g提高到了224 mg/g。最后,通过发酵培养基中葡萄糖和3种前体氨基酸(L-谷氨酸、L-半胱氨酸和L-甘氨酸)初始添加量的优化,将GSH摇瓶产量进一步提高至1.7 g/L,为GSH的工业生产奠定良好的基础。     

毕赤酵母工程菌发酵条件的优化

从碳源、生物素、接种比率、甲醇浓度、pH、诱导时间等方面对重组酵母摇瓶发酵条件进行了研究,初步确认了摇瓶水平发酵各因素的最优条件,发现控制适宜的甲醇浓度十分重要。同时,利用30L发酵罐对长时间甲醇诱导发酵做了研究,发现随着发酵时间的增加,分泌蛋白产量先增加然后下降,菌体生长速度放慢,但菌体湿重一直在增加。      

毕赤酵母工程菌pk53产纤溶酶发酵条件的优化

对1株产纤溶酶毕赤酵母工程菌菌株pk53,利用单因素试验和正交试验确定该菌株的适宜廉价发酵培养基为:麸皮1.5%,豆粕粉2.0%,KH2PO40.5%,MgSO4.7H2O 0.05%;发酵条件为:接种龄14 h,接种量1%,甲醇添加量1.5%,培养基装液量30 mL(250 mL三角瓶),生长pH为5.5,诱导pH为6.0;在此条件下培养,纤溶酶酶活力达429.06 U/mL,是初始发酵条件下酶活力的8.88倍。     

蛋白质谷氨酰胺酶在毕赤酵母中的异源表达

蛋白质谷氨酰胺酶(protein glutaminase, PG)可水解蛋白质侧链的谷氨酰胺残基,生成氨和蛋白质-L-谷氨酸,从而增加负电荷、降低蛋白等电点,进而改善蛋白质的功能特性。但其生产菌株解朊金黄杆菌的产酶量较低,仅有0.258 U/mL,且基因操作效率低,故近年来多采用异源表达的方法,以提高其产量。该实验成功实现蛋白质谷氨酰胺酶酶原(Pro-PG)在毕赤酵母GS115中异源表达,还进行了培养基优化及重组酶学性质的研究。结果表明：重组毕赤酵母pPIC9K-Pro-PG/GS115在摇瓶水平经1%(体积分数)甲醇诱导120 h,表达出的Pro-PG经胰蛋白酶加工后,PG酶活力达到0.878 U/mL。酶学性质研究发现,重组的PG最适作用温度为60℃,在不超过60℃时孵育1 h其相对酶活力可保持在80%以上;该酶作用的最适pH为6.0,在pH 3.0～8.0条件下孵育1 h其相对酶活力可保持在70%以上。     

毕赤酵母发酵产木聚糖酶条件研究

对产木聚糖酶的毕赤酵母进行5L罐发酵研究,确定了5L罐发酵的最佳种龄是24h,最佳接种量是10%.通过对pH值、搅拌转速、温度、空气流量进行正交设计试验,得出结论:pH值和温度是影响产酶的主要影响因子,并结合实际情况,得到5L罐发酵产木聚糖酶的工艺条件:pH值为5.5,温度为30.0℃,空气流量3L/min,搅拌转速为300r/min,发酵130h,毕赤酵母发酵产木聚糖酶的酶活为2780U/mL.     

漆酶基因的克隆及在甲醇毕赤酵母中的表达

以白腐菌杂色云芝RNA为模板,通过RT—PCR获得不带自身信号肽漆酶Lccl基因的cDNA片段。构建了重组表达载体pMETαA—Lccl,并将其线性化后用电穿孔法导入Pichia methabolica PMAD16,PCR结果表明Lccl基因已经整合到甲醇毕赤酵母染色体上。经摇瓶培养筛选出表达水平较高的酵母菌株,漆酶酶活力达78U／L。     

毕赤酵母工程菌表达猪β-干扰素

根据毕赤酵母密码子偏爱,人工合成了猪β-干扰素(PoIFN-β)基因,构建了重组载体pPICZA-PoIFN-β。重组载体经Sac I线性化后,电击转入毕赤酵母GS115,对在含博莱霉素(Zeocin)平板上生长的转化子进行鉴定,得到分泌表达猪β-干扰素的毕赤酵母基因工程菌株GS115/pPICZA-PoIFN-β。以1%甲醇诱导GS115/pPICZA-PoIFN-β表达。十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析表明,工程菌株实现了猪β-干扰素的高效分泌表达,表达产物为相对分子质量22ku和26ku的混合物,表达蛋白量约为80mg/L。     

毕赤酵母液态发酵产木聚糖酶条件研究

用麦麸、米糠农业废弃物作为主要原料生产木聚糖酶,对毕赤酵母液态发酵产木聚糖酶的条件进行研究。结果表明,最适产酶条件:以质量浓度20%的麦麸作为碳源,4%酵母浸膏作为氮源,调节初始pH值5.5,培养温度30℃,摇瓶发酵装液量6%,培养时间130 h,在此条件下毕赤酵母液态发酵产木聚糖酶最高活力达到2192 IU/mL。     

蔗糖利用型毕赤酵母工程菌的构建

巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)表达系统是近20年来应用最广泛的真核表达系统之一,已有500多种蛋白在该系统得到了成功表达,然而在毕赤酵母基因组中却缺少蔗糖酶基因,因此无法利用蔗糖。本研究从酿酒酵母基因组中克隆得到蔗糖酶基因SUC2。将SUC2亚克隆后得到表达载体pPICZαA-SUC2。经电转化后,表达载体整合进入毕赤酵母KM71H基因组,得到能够利用蔗糖的毕赤酵母工程菌。     

外源蛋白在毕赤酵母中的高效表达策略

毕赤酵母（Pichia pastoris）表达系统是目前应用最为广泛的蛋白表达系统之一,已成功表达了数百种外源蛋白。但不同外源蛋白的表达量差异较大,能够实现工业化生产的蛋白表达体系并不多,如何提高目的蛋白在该系统中的表达量有着重要的理论和现实意义。该文从发酵工艺方面对影响外源蛋白表达的各种因素做了具体阐述,主要包括培养基的选择与优化、发酵过程参数的控制、分泌型蛋白酶的降解抑制以及诱导型毕赤酵母的甲醇流加机制,旨在提高外源蛋白表达量。     

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。     

源于 GAP 启动子的毕赤酵母组成型表达系统的研究进展

巴斯德毕赤酵母表达系统是目前应用非常广泛的外源基因真核表达系统。与源于醇氧化酶启动子(pAOX1)的诱导型表达系统相比, 源于三磷酸甘油醛脱氢酶启动子(pGAP)的毕赤酵母组成型表达系统在表达外源蛋白时不需使用甲醇, 表达时间短, 并且在高密度发酵时采用连续发酵模式, 因此成为近年研究的热点。本文分别从pGAP表达载体的构建、碳源、基因拷贝数、信号序列、高密度发酵等方面对该表达系统进行了综述, 以期为其在蛋白生产中的深入研究和应用提供参考。     

Efficient expression and secretion of recombinant alpha amylase in Pichia pastoris using two different signal sequences

We have cloned and expressed a bacterial thermostable alpha amylase gene in Pichia pastoris using the methanol-controlled alcohol oxidase (AOX1) promoter. Two integrative vectors were constructed with two different secretion signal sequences in order to obtain efficient secretion of the protein. One vector contains the structural gene encoding the mature alpha amylase fused to the SUC2 gene signal sequence from Saccharomyces cerevisiae. In the other vector, the alpha amylase is expressed with its own signal sequence. In both cases, the alpha amylase were secreted into the culture medium with high efficiency, around 2·5 and 0·9 g/l respectively.     

产木聚糖酶毕赤酵母工程菌株构建及表达条件优化研究

将黑曲霉XZ-3S木聚糖酶Xyn43A成熟肽基因插入表达载体p PIC9K,重组质粒SalⅠ线性化后分别电击转化2种毕赤酵母GS115和KM71,转化液经MD平板、G418浓度梯度平板和摇瓶复筛,获得两株重组菌GS115/Xyn43A（Mut⁺）和KM71/Xyn43A（Mut^s）。其中GS115/Xyn43A菌株最优表达条件为:甲醇浓度2.0%,接种时间24 h,诱导时间108 h,诱导温度30℃、诱导培养基初始p H6.3;KM71/Xyn43A菌株最优表达条件为:甲醇浓度1.75%,接种时间26 h,诱导时间132 h,诱导温度30℃、诱导培养基初始p H6.5。在最优表达条件下两重组菌GS115/Xyn43A和KM71/Xyn43A比酶活力分别可达139.36、143.29 U/mg。      

Cloning of the Penicillium minioluteum gene encoding dextranase and its expression in Pichia pastoris

The DEX gene encoding an extracellular dextranase was isolated from the genomic DNA library of Penicillium minioluteum by hybridization using the dextranase cDNA as a probe. Comparison of the gene and cDNA sequences revealed that the DEX gene does not contain introns. Amino acid sequences comparison of P. minioluteum dextranase with other reported dextranases reveals a significant homology (29% identity) with a dextranase from Arthrobacter sp. CB-8. The DEX gene fragment encoding a mature protein of 574 amino acids was expressed in the methylotrophic yeast Pichia pastoris by using the SUC2 gene signal sequence from Saccharomyces cerevisiae under control of the alcohol oxidase-1 (AOX1) promoter. Over 3·2g/l of enzymatically active dextranase was secreted into the medium after induction by methanol. The yeast product was indistinguishable from the native enzyme in specific activity and the N-terminus of both proteins were identical.     

荧光素酶表达载体构建及其在巴斯德毕赤酵母的表达

萤火虫荧光素酶(Firefly Luciferase,FL)是ATP快速检测技术的核心组件,通过荧光强度与ATP浓度的对应关系,在食品行业检测微生物数量发挥着重大作用。本文为实现荧光素酶在重组毕赤酵母GS115中的异源表达,通过从载体pGL2-control中扩增荧光素酶基因luc,克隆到真核表达载体p PIC9K中,线性化后电击转化毕赤酵母GS115菌株,筛选阳性重组菌株。在甲醇的诱导下进行酶的表达,对粗酶液进行生物活性发光分析,然后对粗酶进行超滤、阴离子层析和分子筛凝胶层析三步纯化。甲醇诱导表达96 h发现胞外和胞内粗酶液均有相对较高的酶发光活性,酶活分别为1.45×10~6 RLU/mL和1.58×10~9 RLU/mL。SDS-PAGE与Western blot分析重组荧光蛋白大小约为70 ku,最终纯化得到的荧光素酶,其比活为7.0×10~8 RLU/mg,纯化倍数达到19.3倍,产量为48 mg/L。以上结果表明,荧光素酶能够在毕赤酵母表达系统获得较好的表达和纯化效果。     

类芽孢杆菌碱性果胶裂解酶Pel在毕赤酵母中的高效表达

本研究全基因合成了来源于类芽孢杆菌的碱性果胶酶基因pel,克隆至p HKA载体上,成功实现其在毕赤酵母GS115中的分泌表达;并对信号肽和启动子进行优化,使得摇瓶发酵诱导168 h果胶裂解酶酶活达到432.36 U/m L。初步测定了果胶裂解酶Pel的基本酶学性质,其最适反应温度和p H分别为60℃、10.0;在50℃下处理300 min裂解酶活力保留90%以上,而在60℃下处理210 min,酶活力剩余约50%;在p H 9~12的50 m M各缓冲液中处理酶液16 h,酶活力仍然保留90%以上,该酶耐碱性强,但在偏酸性缓冲液中处理该酶,酶活力有所下降;同时研究了二价金属离子对果胶裂解酶活性力的影响,Ca~(2+)对Pel发挥裂解作用是必需的,Fe~(2+)、Mg~(2+)、Ni~(2+)对Pel均有激活作用,而金属离子螯合物EDTA的存在则使酶活力完全丧失;该酶在碱性条件下较好的稳定性决定了其潜在的工业应用前景。     

毕赤酵母产α-葡聚糖酶发酵工艺研究

对毕赤酵母液体发酵产α-葡聚糖酶的主要影响因子进行了研究,考察了影响外源蛋白表达的因素,包括碳氮源、pH、装液量、接种量、温度等,单因素实验结果表明最佳培养及发酵条件为：最佳碳源氮源分别为甘油和YNB,甲醇诱导浓度为1．5％,pH为5．5～6．0,装液量为25mL／250mL,接种量为10％,表面活性剂为0．2％,摇床转速为200r／min。菌株的产酶水平由原来的47．50U／mL提高到73．16U／mL,酶活力提高了约1．5倍。