茶树CsC7蛋白异源表达及抗真菌活性分析

几丁质酶是一种重要的植物病程相关蛋白,本实验室前期研究发现,不同抗性的茶树品种在接种茶饼病病原菌(坏损外担菌)后,茶树几丁质酶CsC7相对表达量显著提高。本研究在此基础上,以“梅占”为材料,同源克隆得到茶树几丁质酶CsC7基因序列,通过生物信息学分析对CsC7蛋白功能进行初步研究。进一步通过载体构建将CsC7转入毕赤酵母X-33表达蛋白,利用平板抑菌法对脆弱毛霉菌、白桦茸担子菌、尖孢镰刀菌、赤星菌、灰霉菌、厚孢镰刀菌、枯叶格孢腔菌等7种真菌进行抗菌活性分析。结果表明,纯化后的酵母异源表达蛋白CsC7对脆弱毛霉菌、白桦茸担子菌、厚孢镰刀菌、尖孢镰刀菌、灰霉菌有明显抑制活性,抑菌率分别为27.07%,21.90%,28.45%,39.21%和32.23%,而对赤星菌和枯叶格孢腔菌没有显著抑制作用。

丝状真菌高效表达异源蛋白研究进展

丝状真菌是具有高效分泌蛋白质潜力的真核表达系统,能对蛋白质进行翻译后修饰,如蛋白质糖基化等;并且比植物、昆虫和哺乳动物细胞具有更快的生长速率。近年来,随着真菌分子遗传技术和菌种改良策略的进步,尤其是真菌基因组学的发展,利用丝状真菌生产异源蛋白越来越受到关注。综述了丝状真菌作为细胞工厂生产异源蛋白的最新探索与进展,其中包括功能基因组学在蛋白表达与分泌研究中的应用,同时探讨了异源蛋白表达和生产的改进策略。

密码子优化策略在异源蛋白表达中的应用

酶在医疗和生物药物方面有着广泛的应用,不仅可以用来治疗各种疾病,还在临床诊断和人体健康等方面有着重要的影响。利用微生物来表达异源蛋白已经成为获取酶最简单快速的方法。为获得高浓度和高质量的异源蛋白,常用的方法是对基因序列进行密码子优化。传统的密码子优化策略主要基于密码子偏好性和GC含量,忽略了翻译动力学和代谢水平等复杂多样的变化因素。文中从基因水平、转录水平、翻译水平、翻译后水平以及代谢水平等多方面考虑出发,提供了一个较为全面的密码子优化策略,主要包括密码子偏好性、密码子协调性、密码子敏感性、调整基因序列结构以及一些其他影响因素。同时对每种策略的内容、理论支持以及应用范围等方面作了全面的总结,并将各策略的优缺点进行了系统的比较,为异源蛋白表达提供了全方位、多层次、多选择的优化策略,也为酶工业和生物药物等方面提供参考。

丝状真菌高效表达异源蛋白的研究进展

丝状真菌是一种具有高效分泌蛋白质潜力的真核表达系统,在工业生产中常被用于生产多种生物酶和有机酸。本文综述了当前国内外对于丝状真菌作为细胞工厂生产异源蛋白的最新探索与进展,其中包括功能基因组学在蛋白表达与分泌研究中的应用,同时探讨了异源蛋白表达和生产的改进策略。

海洋弧菌HN897β-琼脂糖酶基因vas1-1339异源表达及活性分析

海洋弧菌HN897株是一株高产琼脂糖酶的Vibrio astriarenae菌,前期功能缺失实验证明其β-琼脂糖酶基因vas1-1339的缺失可显著降低弧菌HN897株的琼脂水解活性。文章在大肠杆菌中异源表达Vas1-1339基因编码蛋白,分析该基因的表达及蛋白功能活性。首先,构建含vas1-1339基因开放阅读框全长的表达载体pET28a-1339,利用原核表达技术在大肠杆菌中成功地异源表达了Vas1-1339琼脂糖酶;然后,利用卢戈氏碘液染色分析发现异源表达Vas1-1339琼脂糖酶的大肠杆菌能够高效水解琼脂,且异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)最优诱导浓度为10μmol·L^(-1);免疫印迹分析发现胞内基因表达产物羧基端可能存在切割现象,推测Vas1-1339琼脂糖酶存在复杂的成熟过程。对纯化的琼脂糖酶活性分析发现海洋弧菌HN897株β-琼脂糖酶Vas1-1339能够独立发挥琼脂糖降解功能。

解脂耶氏酵母表达系统研究进展

解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)是非常规酵母中具代表性的一种,它底物广泛,尤其能利用有机酸(柠檬酸、异柠檬酸),蛋白类(蛋白酶、脂肪酸、酯酶、磷酸酶、α-甘露糖苷酶、RNase)。烷烃类廉价物质作为底物分泌大量的代谢产物,自上世纪40年代被发现以来,越来越受到研究者的重视,并于上世纪90年代被开发成为一种新的酵母表达系统,用于42种异源蛋白的高效表达。综述了解脂耶氏酵母表达系统及其特点,有利于研究者从转录和翻译的水平研究异源蛋白在此菌中的表达分泌路径以及寻找到调控型启动子。

MRP8过表达促进重组酿酒酵母外切纤维素酶生产

增强酿酒酵母纤维素酶分泌能力,为提高利用联合生物加工生产纤维素乙醇的效率提供基础。采用CRISPR/Cas9基因组编辑技术,在分泌表达外切纤维素酶CBH1的酿酒酵母Y294中过表达线粒体核糖体蛋白基因MRP8。与对照菌株相比,过表达MRP8重组酵母的胞外CBH1酶活提高了约80%。实时定量PCR结果分析表明,在MRP8过表达突变体中,CBH1转录水平高于对照菌株,但是与蛋白折叠和分泌相关的关键基因转录水平没有明显变化。在刚果红平板和含有衣霉素或二硫苏糖醇的平板上生长没有受到影响。胞内ATP含量和活性氧积累未发现显著差别。本研究表明MRP8过表达促进外切纤维素酶的生产。

结核分枝杆菌Rv0357c蛋白的生物信息学分析与鉴定

为鉴定结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)Rv0357c蛋白的生物学功能,进而寻找新的抗Mtb靶点,对Rv0357c进行生物信息学分析,构建了表达Rv0357c的原核表达载体pET-Rv0357c,并在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中表达Rv0357c融合蛋白,最后用Co 2+亲和层析纯化并对其进行鉴定与活性分析。生物信息学分析表明:Rv0357c是稳定的酸性亲水蛋白,且含有腺苷酸琥珀酸合成酶(AdSS)的2个保守基序和保守的活性位点,同时和人AdSS同工酶(AdSS1和AdSS2)的同源性均低于40%。SDS-PAGE分析证实Rv0357c融合蛋白以包涵体形式表达,亚基分子质量约为48 ku,经包涵体溶解、亲和纯化和重折叠,可以得到可溶性目的蛋白(复性率约为63%)。Western Blot检测进一步表明过表达的蛋白为目的蛋白。此外,酶活性测定证实重折叠的Rv0357c融合蛋白有AdSS活性,比活力为0.0161 U/mg。综上,Rv0357c是功能性的AdSS蛋白,这将为Rv0357c的进一步功能鉴定和开发新型抗Mtb靶点奠定基础。

埃博霉素异源表达研究进展

埃博霉素是继紫杉醇之后新一代的微管蛋白抑制剂,被认为是目前最有希望的抗癌药物之一。但是,目前发酵产量较低,化学合成步骤多,不能实现工业化生产。相比较而言,埃博霉素的异源表达有很多优点,比如异源宿主代时较短,易于基因工程操作等。在异源宿主中产生埃博霉素已经成为目前研究的一个热点。本文综述了近年来埃博霉素在天蓝色链霉菌(S.coelicolor),大肠杆菌(E.coli)和橙黄色黏球菌(M.xanthus)等宿主中表达的研究进展以及面临的机遇和挑战。

VD_3羟基化酶的定向研究进展

维生素D3羟基化酶(Vdh)作为细胞色素酶P450s(CYP)蛋白家族成员,催化VD3形成有生物活性的1α,25(OH)2VD3。但是,由于VD3并不是Vdh的天然底物,Vdh羟基化活性较低。采用定向构建Vdh重组质粒的方法对Vdh催化活性位点给予优化,从而提高其羟基化能力。就目前对Vdh的结构特性和定向研究进行综述。

破坏细胞壁蛋白CWP2基因提高重组酿酒酵母β-葡萄糖苷酶胞外酶活

【背景】重组酿酒酵母广泛应用于生产工业酶和药用蛋白,但是目前仍旧存在异源蛋白产量低、分泌效率差的问题,限制了生产应用。【目的】提高重组酿酒酵母异源分泌蛋白的能力,构建高效的异源蛋白生产细胞工厂。【方法】采用基于CRISPR/Cas9的基因组编辑技术,以生产β-葡萄糖苷酶的重组酿酒酵母Y294-BGL为出发菌株,构建细胞壁蛋白基因CWP2破坏菌株。【结果】与出发菌株相比,破坏CWP2的破坏菌株在发酵96 h时胞外β-葡萄糖苷酶酶活可提高53%,胞内酶活提高了208%。此外,破坏菌生长未受到影响,对弱酸等环境胁迫的耐性没有下降,未造成过多内质网胁迫。进一步检测发现,破坏菌株胞内活性氧水平下降,同时蛋白胞内运输和分泌途径相关的关键基因表达转录及多个细胞壁生物合成相关基因表达下降。【结论】破坏细胞壁蛋白基因CWP2能够提高异源蛋白β-葡萄糖苷酶的胞外酶活,可作为促进酿酒酵母生产异源蛋白的靶点基因。