人工合成的黑曲霉NRRL3135菌株植酸酶基因在毕酵母系统中的高效表达

本文以黑曲霉（Aspergillus niger)NRRL3135菌株植酸酶基因为对象,通过基因人工合成的方法去除了该基因的内含子与信号肽编码序列,换用在毕赤酵母（Pichia pastoris）中使用频率较高的密码子以优化其表达。该人工合成植酸酶基因（PhyA-as)以N端融合的方式正确插入到毕赤酵母表达载体pPICZαA。通过电击将重组表达载体整合人酵母染色体DNA中得到重组转化子。SDS－PAGE结果与表达产物酶这性质研究表明植酸酶得到分泌表达,且与天然产物性质基本一致。筛选得若干株高产基因工程菌,其中SPAN－Ⅲ菌株达到了在摇庆培养条件下,每毫升发酵液产生165000u植酸酶的水平,基本满足工业化生产的要求。     

黑曲霉N14植酸酶基因在巴斯德毕赤酵母中的高效表达

从黑曲霉N14基因组DNA中扩增出植酸酶phyA基因表达片段 ,并将其克隆到pMD18-T载体中。以此片段构建了pPIC9K-phyA重组表达载体 ,目的片段以正确的阅读框架插入到pPIC9K的多克隆位点EcoRⅠ和NotⅠ之间。重组表达载体经XbaⅠ线性化处理 ,电击转化毕赤酵母 ,经G418抗性筛选、酶活性测定、PCR鉴定和SDS-PAGE分析 ,获得了两株产酶活性分别为 14 39583u mL发酵液 (PP N1422 )和14 89083u/mL发酵液 (PP-N1444)的高产工程菌 ,其酶活性分别是出发菌株酶活性 (422u/mL)的 34113倍和 35286倍 ,重组酵母具有很好的遗传稳定性。重组植酸酶在pH值 2.5～3.0和 5.0～5.5时酶活性最高 ,且在pH4.5～6.5之间均有相当高的酶活性 ,最适作用温度为55℃。     

黑曲霉N25植酸酶phyA基因在巴斯德毕赤酵母中高效表达的研究

从黑曲霉N25(A.niger China strain)中提取出染色体DNA,根据已经测定出的植酸酶phyA基因全序列设计了一对引物,采用高保真度的聚合酶Advangage-HF扩增到了去除信号肽和内含子后约1.4kb片段,对该片段进行了克隆及序列测定。将该序列与植酸酶phyA基因全序列进行了比较。以此片段构建成功了pPIC9K-phyA载体(命名为pPNP-1),并转化毕赤巴斯德酵母。经G418抗性筛选、酶活性测定、Southern印迹和Western印迹,获得了高效表达的转化子PP-NP-1(23869.4u/ml)、PP-NP-2(20533.0u/ml)、PP-NP-3(35646.7u/ml),其酶活性分别是出发菌株的酶活(513.4u/ml)的46.46倍、39.99倍和69.46倍,且转化子具有很好的遗传稳定性。     

高效表达具有生物学活性的植酸酶的毕赤酵母

对来源于Aspergillusniger 96 3的植酸酶基因 phyA2进行了改造 ,包括去掉基因中的内含子和信号肽编码序列 ,在不改变所编码氨基酸的情况下 ,定点突变优化了对此基因在酵母中高效表达起关键作用的Arg密码子 .经改造的植酸酶基因按正确的阅读框架融合到毕赤酵母 (Pichiapastoris)高效表达载体 pPIC9上的α 因子信号肽编码序列 3′端 ,重组表达载体电击转化毕赤酵母得到重组转化子 ,经Southernblotting分析证实了植酸酶基因已整合到酵母基因组中 ,并确定了基因整合的拷贝数 .Northernblotting分析证明植酸酶基因能进行正常的转录 .SDS PAGE分析和表达产物的酶活性研究证明 ,植酸酶能有效分泌和高效表达 (Arg密码子优化后其表达量可达每毫升培养液 1 5 0 0 0U ,比Arg密码子没有优化的表达量高约 37倍 ,比原菌株A .niger 96 3的表达量高约 30 0 0倍 ) ,表达产物具有正常的生物学活性 .这是迄今为止我国饲料工业中 ,构建的第 1株具有实用价值和应用前景的生产饲料添加剂的基因工程菌株     

来源于柠檬酸杆菌的高比活植酸酶基因在毕赤酵母中的高效表达

柠檬酸杆菌(Citrobacterbraakii)来源的植酸酶是目前报道的比活最高的植酸酶。按照毕赤酵母(Pichiapastoris)对密码子的选择偏向性,对来源于柠檬酸杆菌的高比活植酸酶基因AppA进行了密码子优化改造。改造后的基因AppA(m)按正确的阅读框架融合到毕赤酵母表达载体pPIC9的α-因子信号肽编码序列3′端,通过电击转化得到重组转化子。通过PCR验证,AppA(m)已整合在酵母染色体上。SDS-PAGE分析和表达产物的研究表明,植酸酶得到了高效分泌表达,在5L发酵罐中植酸酶蛋白表达量达到3·2mg/mL发酵液,发酵效价达到每毫升发酵液1·4×107IU以上,高于目前报道的各种植酸酶基因工程菌株的发酵效价。     

人血管内皮细胞生长因子在毕赤酵母中的高效表达

血管内皮细胞生长因子 (Ｖａｓｃｕｌａｒｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｇｒｏｗｔｈｆａｃ ｔｏｒ,简称ＶＥＧＦ)是一类多功能细胞因子 ,特异地作用于血管内皮受体ＫＤＲ和Ｆｌｔ 1,促进新生血管形成并增加微血管的渗透性[1] 。ＶＥＧＦ在生理和病理 ,如肿瘤血管发生、伤口愈和、类风湿性关节炎、胚胎发育及冠心病等过程中起着非常重要的作用。天然ＶＥＧＦ是由两条糖蛋白链形成的二聚体。目前发现ＶＥＧＦ至少有 5种亚型 ,根据单体残基数不同分别为ＶＥＧＦ12 1,ＶＥＧＦ14 5,ＶＥＧＦ165,ＶＥＧＦ189和ＶＥＧＦ2 0 6,其中ＶＥＧＦ12 1和ＶＥＧ…     

植酸酶基因的多点突变及在毕赤酵母中的高效表达

根据毕赤酵母基因的密码子选择偏爱性,不改变其编码氨基酸序列,对来源于黑曲霉N25植酸酶phyA基因,进行了突变,构建了含有正确突变的酵母表达载体pPIC9k-phyAm-4,电击转化毕赤酵母,获得优化了密码子的重组酵母转化子。经PCR鉴定表明,植酸酶基因已整合到酵母基因组中; 表达产物的SDS-PAGE分析表明,酶蛋白分子大小为70.15KD。Southern blotting结果表明,phyA基因整合到酵母染色体DNA中;转化子酶活测定结果表明,经密码子优化的重组酵母PP-NPm-4-2酶活可达136900U/ml,比Arg没有优化的PP-NPm-8 (47600 Uoml-1)酶活高约2.8倍。     

黑曲霉N25植酸酶phyA基因在巴斯德毕赫酵母中高效表达的研究

从黑曲霉N25（A.niger China strain)中提取出染色体DNA,根据已经测定出的植酸酶phyA基因全序列设计了一对引物,采用高保真度的聚合酶Advangage-HF扩增到了去除信号肽和内含子后约1．4kb片段,对该片段进行了克隆及序列测定。将该序列与植酸酶phyA基因全序列进行了比较。以此片段构建成功了pPIC9K-phyA载体（命名为pPNP-1),并转化毕赤巴斯德酵母,经G418抗性筛选,酶活性测定,Southern 印迹和Western印迹,获得了高效表达的转化子PP－NP－1（23869．4u/ml),PP-NP-2(20533.0u/ml),PP-NP-3(35646.7u/ml),其酶活性分别是出发菌株的酶活（513.4u/ml)的46．46倍,39．99倍和69．46倍,且转化子具有很好的遗传稳定性。     

黑曲霉N25植酸酶phyA基因在巴斯德毕赤酵母中高效表达的研究*

从黑曲霉N25(A.niger China strain)中提取出染色体DNA,根据已经测定出的植酸酶phyA基因全序列设计了一对引物,采用高保真度的聚合酶Advangage-HF扩增到了去除信号肽和内含子后约1.4kb片段,对该片段进行了克隆及序列测定。将该序列与植酸酶phyA基因全序列进行了比较。以此片段构建成功了pPIC9K-phyA载体(命名为pPNP-1),并转化毕赤巴斯德酵母。经G418抗性筛选、酶活性测定、Southern印迹和Western印迹,获得了高效表达的转化子PP-NP-1(23869.4u/ml)、PP-NP-2(20533.0u/ml)、PP-NP-3(35646.7u/ml),其酶活性分别是出发菌株的酶活(513.4u/ml)的46.46倍、39.99倍和69.46倍,且转化子具有很好的遗传稳定性。     

glyA基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达

根据已知的序列设计引物,以大肠杆菌XL10-Gold总DNA为模板进行梯度PCR,并进行DNA序列测定,其序列与已经报道的glyA基因完全一致。将其克隆到毕赤酵母分泌型表达载体pHBM905C上,获得表达质粒pHBM1001.该质粒转化毕赤酵母GS115所得重组子经PCR验证后成功进行了诱导表达,并初步测定了酶活力。     

Site-directed mutagenesis of disulfide bridges in Aspergillus niger NRRL 3135 phytase (PhyA), their expression in Pichia pastoris and catalytic characterization

Earlier studies have established the importance of five disulfide bridges (DBs) in Aspergillus niger phytase. In this study, the relative importance of each of the individual disulfide bridge is determined by its removal by site-directed mutagenesis of specific cysteines in the cloned A. niger phyA gene. Individually, these mutant phytases were expressed in a Pichia expression system and their product purified and characterized. The removal of disulfide bridge 2 yielded a mutant phytase with a complete loss of catalytic activity. The other disulfide mutants displayed a broad array of altered catalytic properties including a lower optimum temperature from 58°C to 53°C for bridge number 1, 37°C for bridge number 3 and 4, and 42°C for bridge number 5. The pH versus activity profile was also modified in the DB mutants. The pH profile of the wild-type phytase was modified by the DB mutations. In bridge number 1, 3, and 4, the second peak at pH 2.5 was abolished, and in bridge number 5, the peak at pH 5.0 was abolished completely leaving only the pH 2.5. While the K _m was not affected drastically, the turnover number was lowered significantly in bridge number 3, 4, and 5.     

黑曲霉葡萄糖淀粉酶Ⅰ基因的克隆及在酵母中的表达

采用RT—PCR技术,从黑曲霉的菌丝体RNA中扩增出葡萄糖淀粉酶GAI的结构基因,将其连接到pPIC9载体中,转入巴斯德毕赤酵母GSll5中,获得12株Mut＇重组酵母;甲醇诱导目的蛋白分泌表达,葡萄糖淀粉酶酶活最高达180U／ml,占上清液蛋白的38％。通过GAI在巴斯德毕赤酵母中的表达,重点讨论了目的基因拷贝数,基因的偏爱性等对外源基因分泌表达的影响。     

Production of Aspergillus niger β-mannosidase in Pichia pastoris

β-Mannosidase (EC 3.2.1.25) is an exoglycosidase specific for the hydrolysis of terminal β-linked mannoside in various sugar chains. cDNA corresponding to the β-mannosidase gene was cloned from Aspergillus niger, sequenced, and expressed in the yeast Pichia pastoris. The β-mannosidase gene contains an open reading frame which encodes the protein with 933 amino acid residues. The wild type and recombinant proteins were purified to apparent homogeneity and biochemically characterized (K(M) 0.28 and 0.44mmol/l for p-nitrophenyl β-d-mannopyranoside, pI 4.2 and 4.0, and their pH optima were at pH 4.5 and 5.5 and 65°C, respectively).     

黑曲霉Z6植酸酶基因phyA的克隆及表达

目的:克隆植酸酶基因phyA,构建毕赤酵母表达载体,转化毕赤酵母,并对重组工程菌的表达产物进行初步酶学性质研究.方法:以植酸酶高产菌株-黑曲霉Z6染色体DNA为模板,PCR扩增得到植酸酶基因phyA,序列鉴定后连接到毕赤酵母穿梭载体pPIC9K上,构建重组质粒pPIC9K-phyA,电击转化毕赤酵母KM71,筛选得到重组转化子.对重组工程菌表达产物进行SDS-PAGE分析和酶活性研究.结果:phyA序列分析表明该基因具有典型的植酸酶活性位点保守序列ArgHisGlyAlaArgTyrPro,与NC-BI已发表的植酸酶基因同源性较高,达到94%以上.该序列已提交GenBank,序列号为DQ318022.重组工程菌KM71-phyA7的PCR扩增证实了植酸酶基因已整合到酵母基因组中,植酸酶能有效分泌和表达,粗酶液酶活可达875U/mL.结论:植酸酶基因phyA在毕赤酵母中成功表达,为今后的定向改组奠定了基础.     

扩展青霉碱性脂肪酶基因在毕赤酵母中的高效表达

将编码扩展青霉碱性脂肪酶 (PEL)的cDNA克隆到酵母整合型质粒pPIC3.5K ,电转化His4缺陷型巴斯德毕赤酵母 (Pichiapastoris)GS115 ,通过橄榄油 MM平板及PCR方法筛选和鉴定重组子。重组子发酵液经SDS PAGE分析、橄榄油检验板鉴定 ,表明扩展青霉碱性脂肪酶基因在巴斯德毕赤酵母中获得了高效表达。表达蛋白分泌至培养基中 ,分子量约 2 8kD ,与扩展青霉碱性脂肪酶大小一致 ,占分泌蛋白的 95 %。橄榄油检验板检验表明该表达蛋白可分解橄榄油 ,通过优化该表达菌的发酵条件 ,以橄榄油为底物进行酶活测定 ,其发酵液酶活可达 2 6 0u mL。     

黑曲霉菌丝球吸附毕赤酵母的条件优化

丝状真菌菌丝球吸附单细胞微生物是菌丝球应用的一个重要方面。本文以黑曲霉和毕赤酵母为目标菌株探讨了影响吸附的主要因素。结果表明p H 4.0、10 mmol/L磷酸缓冲液、6.48×1010/L毕赤酵母为较优的吸附条件,吸附率达91.41%。分别添加钠、钙、镁、铝四种金属离子均会降低菌丝球吸附毕赤酵母的吸附率。本研究结果为丝状真菌菌丝球吸附单细胞微生物的应用研究提供基础。     

黑曲霉阿魏酸酯酶在毕赤酵母中的组成型表达

【目的】实现黑曲霉来源的阿魏酸酯酶在毕赤酵母(Pichia pastoris GS115)中的组成型表达。【方法】以黑曲霉(Aspergillus niger)基因组为模板,经重叠延伸PCR扩增得到阿魏酸酯酶基因(AnfaeA),将其与载体pGAP9K相连,构建重组表达载体p GAP9KAnfae A,经SalI线性化后电转入毕赤酵母GS115中,得到重组菌株。高效液相色谱法测定发酵液中阿魏酸酯酶活力,并对重组菌进行了发酵优化。【结果】克隆得到783 bp的阿魏酸酯酶编码基因并实现了其在毕赤酵母中的组成型表达。重组菌发酵84 h后,上清液中酶活达5.72±0.10 U/m L。重组酶(reAnfaeA)经分离纯化后比酶活为59.75 U/mg,大小约为40 k D。发酵优化结果为:葡萄糖40.0 g/L,蛋白胨10.0 g/L,酵母膏30.0 g/L,CaCO_3 0.2 g/L,种龄28 h,接种量3%(体积比),装液量50 m L/250 m L。在此条件下发酵培养,酶活达15.60±0.23 U/m L。【结论】阿魏酸酯酶在毕赤酵母中的组成型表达,对研究毕赤酵母组成型表达系统和阿魏酸酯酶的发酵生产具有一定的借鉴意义。     

Site-directed mutagenesis of Aspergillus niger NRRL 3135 phytase at residue 300 to enhance catalysis at pH 4.0

Increased phytase activity for Aspergillus niger NRRL 3135 phytaseA (phyA) at intermediate pH levels (3.0-5.0) was achieved by site-directed mutagenesis of its gene at amino acid residue 300. A single mutation, K300E, resulted in an increase of the hydrolysis of phytic acid of 56% and 19% at pH 4.0 and 5.0, respectively, at 37 degrees C. This amino acid residue has previously been identified as part of the substrate specificity site for phyA and a comparison of the amino acid sequences of other cloned fungal phytases indicated a correlation between a charged residue at this position and high specific activity for phytic acid hydrolysis. The substitution at this residue by either another basic (R), uncharged (T), or acidic amino acid (D) did not yield a recombinant enzyme with the same favorable properties. Therefore, we conclude that this residue is not only important for the catalytic function of phyA, but also essential for imparting a favorable pH environment for catalysis.