应用巴氏毕赤酵母高效表达基因工程药物的策略

巴氏毕赤酵母表达体系是近年发展起来的真核表达体系,具有良好的应用前景。本文综述了应用该体系高效表达外源蛋白需考虑的策略。     

影响外源基因在巴斯德毕赤酵母表达的因素

巴斯德毕赤酶母表达系统是广泛使用的真核表达系统,但有些蛋白在该系统中表达量低,甚至不表达。本文从外源基因的内部结构、宿主菌、信号肽、转化子的拷贝数和发酵条件五个方面综述影响外源基因在巴斯德毕赤酵母表达的因素。     

巴斯德毕赤酵母表达系统

巴斯德毕赤酵母表达系统在DNA重组技术中得到越来越广泛的应用。该酵母具有独特的生物学特性，作为真核表达系统，具有严格调控外源蛋白的表达，加工修饰表达产物，表达量高，营养要求低等优点；在该表达系统中，主要有3种表达宿主菌，其载体包括整合型载体和自我复制型游离载体，其转化和表达比大肠埃希氏菌系统复杂；巴斯德毕赤酵母中表达产物可分泌至胞外，从而获得较高表达量和利于表达产物的分离纯化。     

巴斯德毕赤酵母真核蛋白表达系统的研究进展

自 1 98 1年 hitzeman等 [1 ] 首次在酿酒酵母中表达了人重组干扰素基因后 ,相继又有多种外源基因表达成功。但是常规的酿酒酵母表达系统由于发酵密度不高 ,蛋白分泌能力较差 ,糖基化修饰过度可能会引起副反应等 ,近年来已被新的酵母宿主细胞所取代 ,如巴斯德毕赤酵母、乳酸克鲁维亚酵母、粟酒裂殖糖酵母、烷烃利用型耶鲁酵母、西方许旺氏酵母和多形汉逊酵母等 ,合称非常规酵母表达系统。它们往往具有营养要求简单、生长旺盛、生物量大、温度适应范围广 (2 5℃～ 4 6℃ )、蛋白质分泌能力强等特点 ,正好补充了酿酒酵母的不足。其中的巴斯德…     

人胰岛素生长因子-1基因在毕赤酵母中的表达

研究人胰岛素生长因子-1(Insulin-like growth factor-1,IGF-1)在巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115中的表达.用聚合酶链反应法(PCR)和基因重组技术构建重组人胰岛素生长因子毕赤酵母表达载体并在毕赤酵母中进行表达.SDS-PAGE分析和质谱测定产物分子量7.6kD和理论值相同.人胰岛素生长因子在毕赤酵母的分泌表达为今后的研究打下基础.     

人肠三叶因子毕赤酵母表达载体的构建与鉴定

目的构建人肠三叶因子(hITF)的毕赤酵母表达载体。方法从人结肠黏膜提取总RNA,经RT-PCR得到hITF cDNA,用PCR方法扩增hITF基因,并将其克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9中,构建含AOX1启动子和α分泌信号肽序列的重组表达质粒pPIC9/hITF。结果通过酶切和基因序列分析确定插入pPIC9中的片段为hITF基因片段。结论重组质粒pPIC9/hITF的成功构建,为在真核细胞中高效表达hITF。并制备其抗体的进一步研究提供基础。     

巴斯德毕赤酵母高效表达外源蛋白的策略

巴氏毕赤酵母(Pichia pastoris)是表达外源蛋白最理想的真核表达系统之一.要在一种宿主表达系统中成功表达外源蛋白并获得较高产量,必须要较为全面地了解影响其表达的诸多因素.本文综述了应用该体系高效表达外源蛋白需考虑的策略.     

人内皮抑素在毕赤酵母中的组成型表达及其活性检测

为获得大量具有生物学活性的重组人内皮抑素(Endostatin),在毕赤酵母中进行组成型表达的研究。将由毕赤酵母偏爱密码子组成的Endostatin cDNA插入组成型载体pGAPZαA中,构建表达载体pGAPZαA-ENDO,并转化到毕赤酵母X-33中。重组菌株在甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAP)启动子的调控作用下,进行组成型表达Endostatin蛋白。重组人Endostatin产量达到102mg/L。Western blot显示:表达蛋白能与兔抗Endostatin的多克隆抗体特异性结合。纯化后的重组Endostatin具有抑制人血管内皮细胞系ECV-304细胞增殖的活性。利用毕赤酵母组成型表达系统能获得大量具有生物活性的Endostatin蛋白。     

猪囊尾蚴cCl亚单位疫苗毕赤酵母高表达体系的优化

目的 优化猪囊尾幼cCl亚单位疫苗毕赤酵母表达系统。方法 毕赤酵母转化菌在BMMY、BMM、MM及各加1％酪蛋白水解物(CA)的诱导培养基中经0．5％甲醇诱导表达后，上清液行SDS—PAGE。结果 高拷贝毕赤酵母转化菌SMDll68的表达水平高于酵母转化菌GS115，Mut^s型比Mut 型表达量高，表达水平与拷贝数呈正相关，即拷贝数越高，表达量也越高；在诱导培养基BMMY中的表达水平明显高于其它诱导培养基；阴性对照菌末见目的表达条带。结论 猪囊尾蚴cCl亚单位疫苗在毕赤酵母高表达系统中得到优化，为大量制备生产打下了基础。     

发酵条件对毕赤酵母工程菌产rhBSP的影响

Pichia pastrois酵母工程菌GSll5／pPICZaA—hbsp能分泌表达重组人骨唾液酸蛋白(rhBSP)。本文通过其发酵条件的研究，找出摇瓶发酵表达rhBSP的最适条件。以BMGY作为种子培养基，菌体密度A500达到9时，重悬于1／5体积的BMMY培养基中，A500达到45，pH值6．0，2％甲醇诱导4d，rhBSP产量达高峰期，最大表达量为0．255g/L。     

基因工程在制药领域的应用

主要介绍基因工程的概念、基因工程技术开发药物的一般过程及基因工程药物，同时探讨了今后利用基因工程技术进行药物开发、研究的发展方向。     

毕赤酵母表达重组hPK-5蛋白不均一性的鉴定

对毕赤酵母表达重组人纤溶酶原Kringle 5(hPK-5)蛋白的不均一性进行了鉴定.应用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法及分子排阻高效液相色谱(SEC-HPLC)和反相高效液相色谱(RP-HPLC)进行纯度分析.采用糖蛋白染色法鉴定是否为糖蛋白.以Edman降解法测定N端氰基酸,采用高效液相色谱-电喷雾四极杆飞行时间质谱(HPLC-ESI-Q-TOF-MS)联用技术测定蛋白质精确分子质量.结果表明:SDS-PAGE测定为单一条带,纯度大于95%,SEC-HPLC测定为单一色谱峰,纯度大于95%,RP-HPLC测定为几个紧密相连的峰.糖蛋白染色为阴性.N端氨基酸测定结果表明含多个N端氨基酸.液质联用测定精确分子质量的结果表明hPK-5蛋白是相对分子质量分别为10 744.88,10 646.00,10 533.00和10 419.63的混合物.以上结果准确鉴定出毕赤酵母表达的该重组hPK-5蛋白是C端完整而N端依次缺失0～3个氨基酸的不均一蛋白.     

人源抗HBsAg单链抗体与白细胞介素2融合蛋白在巴氏毕赤酵母中的表达

目的：探讨抗HBsAg单链抗体与白细胞介素2融合蛋白在巴氏毕赤酵母(P．Pastoris)中的表达以及初步的纯化、活性鉴定方法。方法：用PCR将目的蛋白基因从质粒PGEM7Zf( )-HBScFv-IL-2上扩增出来，再亚克隆到酵母表达载体pPICZaA中，转化P．Pastoris宿主菌GS 115，菌落：PCR、高浓度Zeocin抗性筛选鉴定转化子，重组酵母经甲醇诱导后，通过SDS-PAGE及Western-blot分析鉴定表达产物；再通过亲和层析法纯化目的蛋白；用间接ELISA实验鉴定其活性。结果：表达的重组蛋白分子质量约为44ku，表达量可达12％；纯化后凝胶成像分析目的蛋白的纯度达到95％；重组融合蛋白能与HBsAg、鼠抗IL-2单克隆抗体特异性结合。结论：成功构建了抗HBsAg单链抗体与IL-2融合蛋白酵母表达工程菌，并初步建立了对目的蛋白的纯化及活性鉴定方法。     

双表达盒人骨唾液酸蛋白毕赤酵母工程细胞的构建

目的构建含人骨唾液酸蛋白(hBSP)双表达盒的毕赤酵母工程细胞,为hBSP在毕赤酵母中的高效非融合分泌表达奠定基础。方法用PCR方法扩增hBSP基因,将其亚克隆到毕赤酵母表达载体pPICZαA中,并在此基础上构建含有双表达盒的重组pPICZαAN-2×hBSP载体,电转化毕赤酵母GS115,通过Zeocin高抗性筛选转化子并对其表型进行PCR鉴定。结果得到GS115/pPICZαAN-hBSP和GS115/pPICZαAN-2×hBSP毕赤酵母工程细胞。结论GS115/pPICZαAN-2×hBSP毕赤酵母工程细胞中含双表达盒hBSP。     

重组人组织因子在毕赤酵母中的高效分泌表达的研究

目的构建含有人组织因子(h TF)基因的毕赤酵母高效表达系统,实现胞外高效分泌表达。方法全基因合成h TF胞外区序列,PCR扩增该基因片段,经Xho I和Xba I双酶切后,和表达载体p GAPZa A相连,并电转化毕赤酵母SMD1168H。在YPD培养基中进行表达,取培养基上清进行SDS-PAGE检测,并利用Western进行确证,通过BCA法检测胞外蛋白表达量。结果在毕赤酵母中成功表达人组织因子,通过Western确证目的蛋白分子量大小正确,BCA法检测摇瓶表达胞外总蛋白达1 g/L,Bandscan软件分析目的蛋白占胞外总蛋白80%以上。结论本研究实现了截短型人组织因子在毕赤酵母中的高效分泌表达,获得了具有与完整因子相同凝血活性的截短型组织因子。     

戊型肝炎病毒结构区OFR2基因在毕赤酵母中的分泌型表达

为寻求新型表达系统来研制戊型肝炎基因工程疫苗，利用甲醇营养型酵母Pichia pastoris表达系统表达戊型肝炎病毒（HEV）结构区ORF2 1．3kb基因。对构建的酵母分泌型表达载体pHIL-S1/HEV和pPIC9/HEV重组体，酶切线性化后转化入GS115酵母菌，经表型鉴定，PCR扩增筛选阳性克隆，对不同表型，不同表达载体的重组株用含甲醇的培养基诱导表达，ELISA及SDS－PAGE筛选表达活性菌株，Western-blot证实表达蛋白与HEVORF2单克隆抗体有特异性反应。得到有效表达HEVORF2蛋白的菌株并初步优化表达条件。     

改变毕赤酵母信号肽对人三叶因子3表达的影响

为了表达具有天然N-末端的人三叶因子3，构建了含两种信号肽序列的毕赤酵母表达载体，其中一种表达载体在分泌信号肽序列α-factor后保留STE13信号肽切割序列，另一种表达载体去除了该序列，将2种表达载体分别转化到毕赤酵母GS115中进行表达，经甲醇诱导后目的蛋白分泌到发酵液上清中，SDS-PAGE和Western印迹证明2种重组蛋白均以二体的形式分泌表达，分子质量约为13ku，都能被TFF3抗体所识别，N-端氨基酸测序证明其中一个重要组蛋白具有天然人TFF3的N端，质谱检测分子质量与天然蛋白一致；另一重组蛋白N-端则带有2个未切割完全的信号肽序列GluAla，质谱检测该蛋白中还含有部分切割完全的蛋白。     

Exendin-4真核表达载体的构建及其在毕赤酵母中的表达

目的:构建Exendin-4基因真核表达载体,并在巴斯德毕赤酵母GS115中进行表达,为大量获得Exendin-4奠定基础。方法:采用重叠聚合酶链反应法扩增出Exendin-4的完整序列,将其亚克隆到表达载体pPIC9K上,得到重组质粒pPIC9K-Exendin-4。重组质粒经SacI线性化后用电穿孔法导入到GS115中,经组氨酸缺陷筛选、G418高拷贝筛选及摇瓶表达筛选,甲醇诱导表达后用凝胶电泳法分析Exendin-4的表达。结果:序列测定结果表明成功地构建了毕赤酵母表达载体,电泳结果证明Exendin-4在毕赤酵母中能高效表达。结论:实现了Exendin-4单体在毕赤酵母中的表达,为Exendin-4的规模化生产奠定了基础。     

毕赤酵母表达重组人干扰素α2a发酵诱导时机的研究

目的 对研究毕赤酵母表达重组人干扰素α2a发酵诱导时机.方法 在相同培养条件下,在OD600分别为150、250、300的菌体密度下进行诱导.结果与结论 在OD600为250左右时为诱导的最佳时机,诱导48h时菌体生物量(OD600)达395、重组人干扰素α2a蛋白表达达700～900mg·L-1.其结果为毕赤酵母表达重组人干扰素α2a的工业化生产奠定了良好的基础.     

巴斯德毕赤酵母表达人微小纤溶酶原的放大研究

目的:研究巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)表达重组人微小纤溶酶原(rh-mPlg)的放大工艺。方法:分别采用1 L摇瓶、7.5 L发酵罐对Pichia pastoris工程菌rh-MPLG/GS115进行高密度培养、甲醇诱导表达。摇瓶培液经2步纯化:SP-Seph-arose FF、Superdex 75;发酵罐培液经3步纯化:超滤、Sephacryl S-100、Q-Sepharose FF,活性组分透析后冷冻干燥。以组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)激活rh-mPlg,纤维蛋白平板测定其纤维蛋白溶解活性,计算并比较2种制备方法所获rh-mPlg比活性及得率。结果:采用1 L摇瓶和7.5 L发酵罐发酵可分别获得34 mg.L-1培液、210 mg.L-1培液的得率,经纯化后rh-mPlg纯度分别为95%和97%,比活性分别为20.6和23.0 U.mg-1。结论:以发酵罐生产rh-mPlg,可显著提高其产量,且比活性与摇瓶表达相近,验证了放大生产的可行性。