共表达蛋白二硫键异构酶对IFNβ-HSA融合蛋白在毕赤酵母中表达的影响

目的探讨共表达蛋白二硫键异构酶(PDI)对干扰素β与人血清白蛋白(IFNβ-HSA)融合蛋白在毕赤酵母中表达的影响。方法根据GenBank公布的毕赤酵母PDI序列设计引物,利用PCR方法从毕赤酵母基因组中扩增目的基因片段,插入表达载体pPICZαA,并整合入融合蛋白(IFNβ-HSA)基因工程菌中,筛选共表达PDI的重组酵母菌,甲醇诱导表达,SDS-PAGE鉴定表达产物,ELISA法检测IFNβ-HSA的表达量。结果经PCR鉴定,重组表达质粒pPICZαA-PDI已转入毕赤酵母KM71/pPIC9K-IFNβ-HSA中。经SDS-PAGE分析,PDI在菌体内大量表达,原始菌株和共表达菌株均明显表达融合蛋白IFNβ-HSA,共表达PDI菌株表达量提高了60%,ELISA法测定达(22.49±3.52)mg/L。结论共表达PDI能促进外源蛋白的分泌表达,为进一步研究在毕赤酵母中过量表达分子伴侣对其分泌外源蛋白的影响奠定了基础。     

猪干扰素α基因的克隆与真核表达

目的克隆猪干扰素α(IFNα)基因,并在毕赤酵母中进行表达。方法用植物血凝素诱导猪外周血中的淋巴细胞,Trizol试剂提取总RNA,经RT-PCR扩增猪IFNα基因,将其克隆至pPIC9K载体中,构建重组真核表达质粒pPIC9K-IFNα,经PCR、酶切及测序鉴定正确后,电转化至毕赤酵母GS115中。筛选阳性菌株,经甲醇诱导表达后,进行SDS-PAGE及Westernblot分析。结果RT-PCR扩增获得521bp的猪IFNα基因;所构建的重组表达质粒经PCR、酶切及测序鉴定正确;表达的目的蛋白相对分子质量约为19000,可溶性蛋白约占菌体总蛋白的13%;该蛋白能与相应抗体产生特异免疫反应。结论已成功克隆并在毕赤酵母中表达了猪IFNα基因,为进一步研究其生物学性状奠定了基础。     

突变型干扰素-τ的表达、纯化及其抗乙型肝炎病毒作用

目的在毕赤酵母中表达突变型干扰素-τ(IFN-τ),并检测其生物学活性及抗乙型肝炎病毒作用。方法将绵羊IFN-τ序列中6个氨基酸突变为人IFN-α相应的氨基酸,将合成的基因克隆至pPICZα质粒,构建突变型IFN-τ表达质粒pPICZα-IFN-τ,转化巴斯德毕赤酵母中进行高密度发酵。发酵上清液经超滤浓缩、离子交换层析和分子筛层析纯化后,检测其生物学活性及抗乙型肝炎病毒作用,并与市售IFN-α2a进行比较。结果发酵上清液中突变型IFN-τ的表达量为400～500mg/L,占上清总蛋白的40%以上;纯化收率达31.4%,纯度约为95%;比活为2.1×107IU/mg;对乙型肝炎病毒的抑制作用与IFN-α2a相当,但细胞毒性显著低于后者。结论已在毕赤酵母中高效表达了突变型IFN-τ,表达的蛋白具有较高的生物学活性,对乙型肝炎病毒有良好的抑制作用,且细胞毒性较低。     

DOE法优化筛选表达胰高血糖素样肽-1融合蛋白的CHO细胞用培养基

目的运用实验设计(Design of Experiment,DOE)方法优化筛选表达胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)融合蛋白的CHO细胞用培养基,以提高细胞生长密度及目的蛋白表达量。方法采用Minitab软件对实验进行DOE优化筛选。考察不同基础培养基、流加培养基及其策略优化对CHO活细胞密度(viable cell density,VCD)与GLP-1融合蛋白表达的影响,确定最适培养基组合。结果从15种基础培养基中筛选出3组基础培养基,从5种流加培养基中筛出1种流加培养基,并在此基础上优化了相关流加补料策略。经最适培养基组合验证,试验组CHO细胞的VCD最高为(19. 90±0. 78)×10~6个/mL,对照组最高为(14. 30±0. 60)×10~6个/mL;试验组GLP-1融合蛋白表达最高为2. 51 g/L,对照组小于1. 51 g/L,目的蛋白表达量优化后较优化前提高了80%以上。结论优化后的培养基组合显著提高了CHO细胞生长密度及目的蛋白产量,DOE方法是一种短期快速提高蛋白表达的有效方法。     

碱性纤维素酶基因在巴氏毕赤酵母中的表达及重组酵母菌发酵工艺的优化

目的克隆碱性纤维素酶基因,构建酵母整合型表达质粒,在巴氏毕赤酵母中表达,并对重组菌的发酵工艺进行优化。方法应用PCR技术从嗜碱性芽孢杆菌ATCC21833中扩增碱性纤维素酶基因,克隆至酵母整合型表达载体pGAPZαA中,构建重组表达质粒pGAPZαA-ATCC21833,并转化至巴氏毕赤酵母GS115。通过单因素实验及正交实验,确定重组酵母的最佳发酵培养基。在20L发酵罐中进行高密度发酵,观察碳源对批式发酵的影响,并检测在4种流加方式(连续恒速流加、间歇匀速流加、间歇递减流加、维持底物浓度流加)下的菌体干重及发酵液中的酶活性。结果重组表达质粒pGAPZαA-ATCC21833经酶切及DNA测序证明构建正确,其基因序列与嗜碱性芽孢杆菌KSM-635的碱性纤维素酶基因序列一致。最佳发酵培养基组成为6%葡萄糖、2%硫酸铵、12g/L磷酸二氢钾。碳源浓度对于重组酵母菌体生长及产酶至关重要。SDS-PAGE表明表达产物的相对分子质量约为103000。维持底物浓度的流加方式可获得最高的菌体干重(29.8g/L)及酶活力(24U/ml)。结论已成功构建了表达碱性纤维素酶的巴氏毕赤酵母工程菌,并确定了维持底物浓度的流加方式为最佳发酵方式。     

CHO细胞表达重组人生长激素-Fc融合蛋白糖基化类型的优化

目的 优化CHO细胞表达重组人生长激素-Fc(recombinant human growth hormone-Fc,rhGH-Fc)融合蛋白，以获得更优的糖基化比例及更低含量的高甘露糖。方法 在7 L生物反应器中培养表达rhGH-Fc的CHO细胞，通过改善补料培养基成分(使用3种商业化培养基：Gly-1:EX-CELL Glycosylation Adjust、Gly-2:SHEFF-CHO PLUS PG ACF、Gly-3:EfficientFeed C+AGT Supplement&GlycanTune C+Total Feed)，对rhGH-Fc糖基化修饰进行调整，并通过质谱分析目的蛋白的糖基化类型及比例。结果 Gly-1、Gly-2、Gly-3的G0F(主要糖型一般为G0、G1和G2,F为岩藻糖)分别为32.89%、58.66%、33.28%,G1F分别为31.39%、18.03%、34.90%,G2F分别为31.39%、18.03%、34.90%,Gly-1与Gly-3使目的蛋白含有更少的G0F及更多的G2F;Gly-3补料方案在高甘露糖修饰方面较其他两种方案更少...     

人脑钠肽与人血清白蛋白融合蛋白在毕赤酵母中的分泌表达及其活性

目的在毕赤酵母中表达重组人脑钠肽(BNP)与人血清白蛋白(HSA)融合蛋白,并检测其活性。方法重叠PCR法拼接BNP二联体与HSA基因,插入表达载体pPIC9K,电穿孔法转化毕赤酵母GS115,甲醇诱导表达,并对表达产物进行SDS-PAGE分析、Western blot鉴定及活性检测。结果融合基因(BNP)2-HSA经测序正确,重组表达质粒经双酶切鉴定构建正确。诱导72h,融合蛋白表达量最高,可达200mg/ml,且具有良好的反应原性,其活性为rhBNP标准品的1%。结论已在毕赤酵母中成功表达了具有一定生物活性的(BNP)2-HSA融合蛋白,为开发BNP长效药物奠定了基础。     

rhIFN-β1a cDNA在CHO细胞上的表达

目的　在CHO细胞上表达rhIFN βcDNA。 方法　利用脂质体技术 ,将含hIFN β基因的pRC CMV IFNβ DNA载体和pSV2dhfr DNA质粒按 3∶1的比例转染CHO k1dhfr 细胞 ,后者是选择性标记。筛选在缺乏胸腺嘧啶的选择培养基生长的单个细胞克隆 ,通过MTX加压扩增与dhfr基因共转染IFNβ基因。筛选的细胞株通过大规模培养 ,收集培养液经一系列的步骤纯化。结果　能够耐受 0 .6 μmol LMTX的细胞可产生IFN 10 5unitperday 10 6cells ,CHO细胞中表达的hIFN β纯化后的抗病毒比活性可达 2 .2× 10 8IU mg。结论　建立了适合表达人干扰素 β的CHO细胞株     

提高重组毕赤酵母表达hIFNb-HSA的碳源控制策略

研究了重组毕赤酵母KM71/IH菌体生长阶段饥饿培养对其细胞相对活性及人b干扰素-血清白蛋白融合蛋白(hIFNb-HSA)表达的影响. 结果表明，在以甘油为唯一碳源的细胞培养后期进行饥饿培养以耗尽培养基中的甘油会导致重组细胞相对活性的降低，进而减少hIFNb-HSA的表达量. 在此基础上，提出了菌体培养后期，即过渡阶段流加甘露醇碳源代替饥饿培养的策略，不仅可以消除培养液中甘油残留对甲醇诱导表达hIFNb-HSA的不利影响，而且能够保持重组细胞培养物较高的相对活性(>97%)，从而可以提高甲醇诱导表达hIFNb-HSA的水平，表达量可达37.3 mg/L，最大生产强度为0.78 mg/(L×h)，较对照分别提高了92.3%和44.4%.     

α2b—基因工程干扰素发酵培养基的优化

以LB和M9培养基为基本成分，运用均匀设计方法对α2b—基因工程干扰素发酵培养基的组成和配比进行了优化。所得适宜工程菌PBV321／BMH—71—18生长和rIFN—α2b表达的发酵培养基，经摇床培养，rIFN－α2b表达水平为5．0×105IU／ml培养液，分别是LB和LB＋M9培养基表达量的6倍和3倍。     

小鼠sIL-13Rα2基因的克隆及在毕赤酵母中的表达

目的克隆并在毕赤酵母中表达小鼠sIL-13Rα2基因。方法提取小鼠脾脏细胞总RNA,逆转录为cDNA,应用分段PCR的方法将sIL-13Rα2基因定向克隆至酵母表达质粒pPICZα-A,并转染至毕赤酵母GS115(his4)菌株,进行目的蛋白的诱导表达。表达的蛋白经SDS-PAGE和Western blot,进行分析。结果重组表达质粒pPICZα-A/sIL-13Rα2经酶切鉴定,表明目的基因为正向插入。重组酵母菌的PCR鉴定结果显示,目的基因片段已插入酵母染色体中。目的蛋白表达量约占菌体总蛋白的30%,每升发酵液约含2mg重组蛋白。重组蛋白可与兔抗小鼠sIL-13Rα2单抗发生特异性反应。结论已成功克隆并在毕赤酵母中表达了小鼠sIL-13Rα2基因,为应用sIL-13Rα2蛋白治疗哮喘及其他过敏性疾病奠定了基础。     

含抗菌肽CC31毕赤酵母工程菌培养基及其培养条件的优化

目的筛选毕赤酵母工程菌培养基的主要组分,优化工程菌培养条件。方法采用毕赤酵母工程菌CC31发酵培养抗菌肽CC31,选取基础盐培养基(basic salt medium,BSM)为初始培养基,利用单因素试验、正交试验设计对培养基的碳源、氮源、酵母营养物进行筛选;选取最适培养基对菌种接种量、培养基初始pH值、培养温度进行培养条件优化。结果经鉴定,抗菌肽CC31相对分子质量为13 620;初始BSM培养基添加组分中碳源为3%甘油和3%葡萄糖,酵母营养物为1%酵母浸出物,氮源为1. 5%硫酸铵;在10%接种量、培养基初始pH值为6,培养温度为30℃的培养条件下,获得的抗菌肽CC31蛋白浓度可达82 mg/L。结论优化了毕赤酵母工程菌培养基组分及培养条件,获得高表达量的重组蛋白,为工业化高密度发酵提供了实验依据。     

rhIFN-βla cDNA在CHO细胞上的表达

目的在CHO细胞上表达rhIFN-β cDNA.方法利用脂质体技术,将含hIFN-β基因的pRC/CMVIFN β-DNA载体和pSV2dhfr-DNA质粒按31的比例转染CHO-k1dbfr-细胞,后者是选择性标记.筛选在缺乏胸腺嘧啶的选择培养基生长的单个细胞克隆,通过MTX加压扩增与dhfr基因共转染IFN β基因.筛选的细胞株通过大规模培养,收集培养液经一系列的步骤纯化.结果能够耐受0.6μmol/L MTX的细胞可产生IFN 105 unit per day/106cells,CHO细胞中表达的hIFN-β纯化后的抗病毒比活性可达2.2×108 IU/mg.结论建立了适合表达人干扰素-β的CHO细胞株.     

重组CHO细胞无血清培养基的研制

目的研制适合于重组CHO细胞生长的低成本无血清培养基。方法以无血清培养基SFM为基础,分别向其中加入不同的组分,包括水解物(0.8%大豆蛋白水解物、0.8%超滤植物蛋白栋、0.8%酵母提取物、0.8%谷类水解物、0.4%大豆蛋白水解物+0.4%酵母提取物)、激素(10μmol/L的地塞米松、氢化可的松)、脂类物质(0.05%脂肪乳剂、50 mg/L氯化胆碱、10 mmol/L磷脂酰胆碱),培养CHOK1细胞(表达重组人肿瘤坏死因子受体-Fc融合蛋白),检测不同添加物质对细胞密度、活力、蛋白表达量及蛋白中聚体含量的影响。结果添加大豆蛋白水解物和酵母提取物的混合物、地塞米松及脂肪乳剂可增加细胞密度,提高细胞活力,增加目的蛋白的表达量,降低蛋白中的聚体含量。结论通过对几种关键组分的优化,研制出适合于重组CHO细胞生长的低成本无血清培养基。     

人纤溶酶原K5基因在毕赤酵母中的表达及其抗肿瘤活性

目的在毕赤酵母中表达人纤溶酶原K5基因,并检测hK5蛋白的抗肿瘤活性。方法根据酵母遗传密码的偏爱性优化设计hK5基因,构建重组表达质粒p819-8α-hK5,经G418加压筛选和甲醇诱导表达,并对摇瓶发酵条件进行优化。表达的hK5蛋白经纯化后,通过荷H22肿瘤昆明小鼠模型检测其抗肿瘤活性。结果筛选到2株高表达hK5蛋白的转化子,摇瓶表达量超过150mg/L,纯化后的蛋白纯度大于95.0%,并能够显著抑制昆明小鼠H22肿瘤的生长。结论hK5基因能够在毕赤酵母中高效分泌表达,且表达的hK5蛋白具有良好的抗肿瘤活性。     

干扰素α2b基因真核表达质粒的构建及表达

目的构建干扰素α2b(IFNα2b)基因真核表达质粒,并在CHO-dhfr-细胞中表达。方法从DH5α-pbv220-IFNα2b工程菌中扩增IFNα2b基因片段,克隆入psv-dhfr质粒中,构建重组真核表达质粒psv2-dhfr-IFNα2b,转染至CHO-dhfr-细胞中,经MTX加压筛选,获得稳定生长的单克隆细胞株。采用Wish细胞病变抑制法检测转染细胞中IFNα2b的抗病毒活性;提取细胞基因组DNA,进行PCR鉴定。结果重组真核表达质粒psv2-dhfr--IFNα2b经PCR及双酶切鉴定证明构建正确;转染后的重组细胞表达的IFNα2b具有抗病毒活性,且活性较强;以转染细胞基因组DNA为模板,可扩增出IFNα2b基因条带。结论已成功构建IFNα2b基因真核表达质粒,并在CHO-dhfr-细胞中表达了具有生物学活性的IFNα2b蛋白,为进一步对IFNα2b进行真核表达的研究奠定了基础。     

发酵温度对重组工程菌生长密度和干扰素表达的影响

目的 观察发酵温度对重组人干扰素α2a。（IFNα2a）工程菌PBV888/DH5α。生长密度和表达的影响。方法 采用NBS－40L发酵罐，在发酵过程中调整培养温度，检测工程菌的生长密度和IFN表达量。结果 经35℃培养至对数期，降温至30℃继续培养2－3h后升温至42℃进行诱导培养，连续实验3批次，平均生长密度A值为35．0，菌体湿重47g/L，IFN表达量为28×106IU/ml。结论 确立了工程菌生长和IFN表达的最适培养温度。     

多变量在线测量条件下的猪α干扰素高效表达

在5 L发酵罐中进行了重组毕赤酵母高密度培养表达猪a干扰素(IFN-a)的研究. 在诱导阶段,高且稳定的摄氧速度(OUR)是实现毕赤酵母流加培养高效表达IFN-a的最关键因素,利用多变量在线测量可有效地帮助寻找高且稳定的OUR的形成条件. 结果表明,高且稳定的OUR[约200~280 mmol/(L×h)]可通过适度控制混加期及诱导期的菌体比增殖速度和甲醇浓度(约10 g/L)而得以实现. 在此条件下,猪a干扰素最高活性可达6.6×106 IU/mL,是较低OUR的罐发酵及摇瓶条件下的10~300倍.     

毕赤酵母组成型表达载体的构建及报告蛋白表达评价

目的构建毕赤酵母(Pichia pastoris)组成型分泌表达载体,并表达报告蛋白葡萄球菌核酸酶(staphylococcus nuclease,SNase,NucA),以评价其表达外源蛋白的能力。方法从巴斯德毕赤酵母GS115基因组中PCR扩增毕赤酵母甘油醛-3-磷酸脱氢酶启动子(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase promoter,pGAP)片段,克隆至载体pPIC9K中,构建组成型分泌表达载体pGHKα;从金黄色葡萄球菌基因组中PCR扩增编码报告蛋白金黄色葡萄球菌NucA成熟肽的序列nucA,克隆至载体pGHKα中,构建重组表达质粒pGHKα-nucA,经SacⅠ和BglⅡ依次酶切线性化后,电转化至毕赤酵母GS115中;PCR及TB-D平板法筛选阳性重组酵母菌;Tricine-SDS-PAGE检测表达产物;琼脂扩散法检测重组酵母菌表达上清液的核酸酶活性。结果组成型分泌表达载体pGHKα经PCR鉴定,证明构建正确;重组表达质粒pGHKα-nucA经PCR及测序鉴定,证明nucA基因片段正确插入载体pGHKα中;重组酵母菌GS115/pGHKα-nucA经PCR及TB-D平板法检测证明构建成功;表达的目的蛋白相对分子质量约为17 000,表达量约占上清总蛋白的42%,且具有显著的核酸酶活性。结论成功构建了毕赤酵母组成型分泌表达载体pGHKα,其能正确表达报告蛋白NucA,且表达的蛋白能分泌到细胞外,表达效率高,为异源蛋白在毕赤酵母中的安全高效表达奠定了基础。     

表达乙型肝炎表面抗原的重组CHO细胞无血清培养基的优化及生物反应器培养

目的优化表达乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的重组CHO细胞的无血清培养基,并进行生物反应器高密度培养。方法通过对现有重组CHO细胞无血清培养基SFMB的氨基酸、蛋白类激素、蛋白水解物等的优化,建立针对表达HBsAg的重组CHO细胞无血清低蛋白(<10mg/L)培养基SFMC。并利用此培养基在生物反应器中分批、流加、灌注悬浮培养重组CHO细胞,通过最大细胞密度和HBsAg产率评价不同的培养模式。结果 SFMC与原培养基SFMB相比,使重组CHO细胞的最大细胞密度提高了20%,HBsAg表达量提高了25%。在生物反应器培养过程中,灌注培养的重组CHO细胞表达的HBsAg产率为0.70mg/(L·d),较分批和流加培养的0.30mg/(L·d)提高了约133%。结论通过无血清培养基优化及生物反应器高密度培养,可显著提高重组CHO细胞表达HBsAg的效率。