前导肽区域N-糖基化影响骆驼凝乳酶原在毕赤酵母中的分泌表达和热稳定性研究

骆驼凝乳酶原在毕赤酵母中的表达量较低,不能满足产业化需求。为提高骆驼凝乳酶原的表达量,采用定点突变的方法,分别在其前导肽的第11、26、34、35、38、39位氨基酸处引入1个N-糖基化位点,构建成6种骆驼凝乳酶原的N-糖基化突变体:chy11、chy26、chy34、chy35、chy38和chy39,并分别导入到毕赤酵母中进行分泌表达。测定和比较了野生型(wild)和各突变体骆驼凝乳酶原的表达量。Chy34、chy35、chy38和chy39的表达量显著提高,其中chy34的表达量最高。6种突变体均保持前导肽自切割活性。在50℃保温8 h,wild酶活完全丧失,而突变体仍有20%~80%的相对酶活,表明6种突变体的热稳定性均显著增强。研究结果为提高骆驼凝乳酶原在毕赤酵母中的表达量和增强热稳定性提供了新的研究思路。

骆驼凝乳酶原基因在乳酸克鲁维酵母中的重组表达

骆驼凝乳酶具有独特的凝乳特性,在干酪加工制作中具有潜在应用前景。为获得高活性的骆驼凝乳酶制剂,采用乳酸克鲁维酵母GG799为宿主,首次对经密码子优化的骆驼凝乳酶原(c PC)基因进行表达。将人工合成cPC基因插入乳酸克鲁维酵母表达载体pKLAC1,构建重组载体pKLAC1-c PC,并用电脉冲法将SacⅡ线性化的重组质粒转化到乳酸克鲁维酵母GG799中。通过含1%酪蛋白的YEPD平板活性筛选,全细胞PCR鉴定,最后获得一株多拷贝整合的基因工程菌cPC 1。该菌株可分泌表达cPC,经SDS-PAGE分析,重组cPC的分子质量约为41 ku,符合预期;酸化处理后cPC的分子质量约为36 ku,可正确自我剪切。摇瓶发酵培养120h,酶活最高达230 SU/m L。分别以牛乳、骆驼乳和牦牛乳作为底物检测酶活性,结果重组骆驼凝乳酶对3种动物乳均具有凝乳活性。

骆驼凝乳酶工程菌发酵培养基的优化

凝乳酶可以专一地切割乳中κ-酪蛋白的Phe 105-Met 106之间的肽键,引起蛋白质凝聚,在乳制品加工中应用广泛。目前对牛凝乳酶的研究比较成熟,而对骆驼凝乳酶的研究报道较少。本研究为获得高效骆驼凝乳酶发酵培养基,在单因素实验的基础上,采用Plackett-Burman试验考察培养基中的8个成分对骆驼凝乳酶产量的影响。研究表明葡萄糖、玉米浆、尿素的对产酶影响显著。采用最陡爬坡试验逼近最大响应区间,利用Box-Behnken响应面法对3个主要影响因素进行分析,得到高效发酵培养基配方:葡萄糖86.6 g/L、玉米浆56.9 g/L、酵母粉4 g/L、磷酸二氢钾3 g/L、尿素18 g/L、硫酸锌3 g/L、硫酸氨1 g/L和氯化镁0.3 g/L。在该条件下凝乳酶活达到431.25 U/m L,较优化前的基础培养基(207.03 SU/m L)提高了2.08倍。再利用1L发酵罐进行发酵培养,凝乳酶活性达到530 SU/m L,约为摇瓶培养最高酶活性的1.22倍。