巴斯德毕赤酵母表达系统中甘油阻遏相关基因GR1的分离克隆与鉴定

目的:分离克隆并鉴定巴斯德毕赤酵母表达系统中甘油阻遏相关基因。方法:PCR扩增LacZ基因,克隆至pPIC9载体,构建pPIC9-LacZ表达载体,经SalⅠ线性化后转化巴斯德毕赤酵母GS115,构建GS115-LacZ模式菌株;用限制酶介导整合(REMI)技术使GS115-LacZ菌体基因组产生随机突变,筛选甘油去阻遏的GS115-LacZΔ菌体;Southern blot鉴定GS115-LacZΔ基因组,用质粒拯救技术和TAIL-PCR克隆未知基因序列并测序。结果:得到甘油去阻遏的GS115-LacZΔ菌体,经Southern blot分析,突变仅发生在1个基因中;通过质粒拯救和TAIL-PCR,分离得到阻遏相关基因GR1,共2863bp,经在线BLAST,发现其编码一种过氧化物酶体自吞噬相关蛋白。结论:分离得到阻遏相关基因GR1,与过氧化物酶体自吞噬相关,提示过氧化物酶体自吞噬相关基因可能对醇氧化酶启动子AOX1的转录活性有影响。

Pichia pastoris X-33 ΔGT2缓解甘油对AOX1的阻遏并用于外源蛋白的高效表达

巴斯德毕赤酵母是甲醇酵母,作为应用最广泛的真核表达系统之一,在以甲醇为唯一碳源时可以利用醇氧化酶启动子PAOX1进行外源蛋白的表达,但是这一过程会被甘油阻遏。近几年有研究表明,甘油转运体不仅有运输甘油的功能,还与甘油、甲醇的代谢有一定的联系。目的:构建了甘油转运体GT2(PAS_chr3_1076)缺失菌株P.pastoris X-33ΔGT2,研究该菌株的甘油去阻遏效应和在不同碳源培养基中诱导PAOX1启动子驱动外源蛋白的表达水平。方法:构建以甲醇诱导型启动子PAOX1调控外源基因EGFP的表达载体PAOX1-EGFP,经酶线性化后电转野生型菌株P.pastoris X-33获得重组菌株x-EGFP;通过同源重组的方法敲除GT2基因,获得ΔGT2-EGFP敲除菌株;以ΔGT2-EGFP和X-EGFP为出发菌株,在甘油、甲醇,以及甘油甲醇混合为碳源诱导醇氧化酶AOX1及绿色荧光蛋白EGFP的表达和生长情况,并检测在以甘油为唯一碳源时,胞外的甘油含量。结果:在以甘油甲醇混合碳源培养时,突变体ΔGT2-EGFP菌株中AOX1单位酶活比野生型菌株高出近35%,单位荧光强度要高出近70%;在以甘油为唯一碳源时,X-EGFP最终收获时的生物量比ΔGT2-EGFP多,且发酵液中甘油含量相对较少;以混合碳源培养时ΔGT2总外源蛋白表达水平最高。结论:实验表明,GT2参与甘油的吸收与代谢,ΔGT2突变株可在一定程度上解除甘油对甲醇的代谢抑制,暗示甘油转运体与PAOX1相关,且基于此研究结果有望优化出更高效的酵母表达系统。

巴斯德毕赤酵母甘油转运体的发现及功能研究

目的:分离确认巴斯德毕赤酵母中甘油转运体并初步研究其功能。方法:通过生物信息学方法从NCBI数据库中查找可能的甘油转运体(gt1,GeneID:8197545),并通过DAS软件对其跨膜结构域进行预测。通过PCR方法扩增该基因并将其与EGFP融合克隆到pPICZ B及pRS424载体进行亚细胞定位;同时将其与pRS424载体连接后电转到粟酒裂殖酵母中进行异源表达确定其功能;通过同源重组敲除gt1基因并在不同培养基中培养测定aox1基因表达量。结果:生物信息学显示与酿酒酵母中已经证明的甘油转运体(sugar transporter 1,stl1)类似,GT1蛋白同样为具有疏水结构域的跨膜蛋白,同时亚细胞定位结果显示GT1蛋白定位于细胞膜上,包含有gt1基因的粟酒裂殖酵母可以在以甘油作为唯一碳源的培养基中生长而野生型不可以;在Δgt1突变体中aox1基因可以获得组成型表达。结论:分离并确认了巴斯德毕赤酵母中的甘油转运体GT1,并初步证明其与aox1基因甘油阻遏相关。