Plesiomonas sp.M6来源的甲基对硫磷水解酶MPH在毕赤酵母中的表达及其固定化研究
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Glycoengineered(糖基化工程) 毕赤 pastoris(毕赤酵母) 中表达的重组单克隆抗体的纯化工艺开发摘要一个强健的和可扩展的净化过程被开发快速从 glycoengineered 毕赤酵母发酵生成抗体的纯度高、数量充足。
蛋白 A 亲和层析用于捕获从发酵液抗体。
PH 梯度洗脱已应用到要防止抗体沉淀在低 pH 的蛋白 A 列。
从蛋白抗体色谱法所载一些产品的相关杂质,被劈重链、重链和轻链的 misassembling。
它也有一些处理相关的杂质,包括蛋白 A 残留、 endotoxin(内毒素)、宿主细胞 DNA 和蛋白质。
Ph 值为 4.5-6.0 的最优氯化钠渐变阳离子交换色谱法有效去除这些产品和过程相关的杂质。
从 glycoengineered P.酵母抗体是其 heterotetramer 折叠、物理稳定性和约束力的亲和性的商业同行相媲美。
介绍单克隆抗体(Mab)正迅速成为关键产品的生物医药产业。
大多数商业治疗性抗体是原封 IgG 分子与 IgG1、 IgG2 正在共同的子类。
这些 IgGs 由调解抗原和效应器函数之间的联系,在免疫过程中发挥中心作用。
对目标细胞的特异性抗原的 igg 抗体可变域的绑定将抗体依赖的细胞毒作用 (ADCC) 及补体依赖性细胞毒性 (CDC) 定向杀害的目标单元格。
ADCC 触发由交联体 Fc 域的 IgG 抗体(Fc(Rs),尤其是 Fc (RI 和Fc (制证机对免疫效应细胞。
可能调解 ADCC 效应细胞包括自然杀手细胞、巨噬细胞和嗜中性粒细胞。
疾病预防控制中心是由补充组件 C1q 绑定到 IgG,触发蛋白水解的级联,以激活补充 fc 功能区启动。
IgG 型抗体有两重链和两条轻链由分子内的二硫键形成 heterotetramer 在一起。
重链是通过共价键固定在天冬酰胺 297 (Asn-297) 低聚糖的糖基化。
人免疫球蛋白的主要N-聚糖复杂 biantennary (二分支的) 类型,有 '核心' heptasaccharide(七庚糖),GlcNac2Man3GlcNac2,被称为 G0 在我们的工作和文学。
巴斯德毕赤酵母表达系统点击认领巴斯德毕赤酵母表达系统是近十年发展起来的真核表达体系,是目前最为成功的外源蛋白表达系统之一,与现有的其它表达系统相比,巴斯德毕赤酵母在表达产物的加工、外分秘、翻译后修饰以及糖基化修饰等方面有明显的优势,现已广泛用于外源蛋白的表达。
编辑摘要巴斯德毕赤酵母表达系统 - 简介十年代巴斯德毕赤酵母曾被用于生产单细胞蛋白(SCP),有很好的发酵基础,菌体密度可达100g/L干重。
其生长培养液的组分包括无机盐、微量元素、生物素、氮源和碳源,廉价而无毒。
它能在以甲醇为唯一碳源的培养基中快速生长,其中醇氧化酶AOX——甲醇代谢途径的关键酶可达细胞可溶性蛋白的30%。
而在葡萄糖、甘油或乙醇作为碳源的培养细胞中则检测不到AOX。
AOX的合成是在转录水平调控的。
其基因启动子具有明显的调控功能,可用于调控外源基因的表达。
此调控作用是由一般碳源抑制/解抑制及碳源特殊诱导又重机制控制的。
外源基因在甲醇以外的碳源中处于非表达状态,而在培养液中加入甲醇后,外源基因即被诱导表达。
巴斯德毕赤酵母中存在着一种称为微体的细胞器,其中大量合成过氧化物酶,因此也称为过氧化物酶体。
合成的蛋白质贮存于微体中,可免受蛋白酶的降解,且不对细胞产生毒害。
巴斯德毕赤酵母表达系统 - 毕赤酵母表达系统的特点自从1987年Cregg等首次用巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)作为宿主表达外源蛋白以来,作为一种新的高效的表达系统,毕赤酵母越来越引起人们的重视,到1995年,已有四十多种外源蛋白在该宿主菌中获得表达。
而最近几年每年报道的在毕赤酵母中表达的外源基因就有几十种,且一年比一年多,与其它表达系统相比,毕赤酵母表达系统具有以下优势:1)含有特有的强有力的AOX(醇氧化酶基因)启动子,用甲醇可严格地调控外源基因的表达;2)表达水平高,即可在胞内表达,又可分泌型表达。
毕赤酵母中,报道的最高表达量为破伤风毒素C为12g/l,一般大于1g/l。
甲基对硫磷水解酶酶促反应体系建立及特性研究刘智,马爱芝,张晓舟,张小华,李顺鹏(南京农业大学农业部农业环境微生物工程重点开放实验室,江苏南京210095)摘要:从甲基对硫磷降解菌DLL 2E 4(Pseudomonas putida )中提取水解酶,对其酶促反应进行研究,建立了反应体系:474μL N a 2HPO 42柠檬酸缓冲液,1215μL 甲基对硫磷,115μg 粗蛋白,35℃水浴5min 。
水解酶保持稳定的pH 值范围为510~1010,最适pH 为710。
该酶热不稳定,45℃30min 处理,酶活下降50%;100℃10min 处理可完全灭活。
测定了11种金属离子、TWEEN 280、T riton X 2100及E DTA 对水解酶的作用,发现20mmol ・L -1CoCl 2对酶活有明显的抑制作用,而20~0102mmol ・L -1的LiCl 对酶活有促进作用,2mmol ・L -1的TWEEN 280和T riton X 2100可降低80%的酶活。
关键词:甲基对硫磷水解酶;酶促反应体系;特性中图分类号:Q 93 文献标识码:A 文章编号:10002030(2003)04006004Study on reaction system and characteristics ofmethyl parathion hydrolaseL IU Zhi ,MA Ai 2zhi ,ZHANG Xiao 2zhou ,ZHANG Xiao 2hua ,L I Shun 2peng(K ey Laboratory of Microbiological E ngineering of Agricultural E nvironment ,Ministry of Agriculture ,N anjing Agric U niv ,N anjing 210095,China)Abstract :Methyl parathion (MP)hydrolase w as extracted from MP degrading strain DLL 2E 4(Pseudomonas putida ).The enzym atic reaction system w as founded as follow s :N a 2HPO 42citric acid buffer 474μL ,MP 1215μL ,crude enzyme (about 115μg crude protein),35℃w ater b athing 5min.The characteristics of MP hydrolase w as determined.The pH area for keeping of enzyme is 5101010,with the optimum pH 710.The activity of enzyme is dow n to 50%and zero when treated with 45℃30min.and 100℃10min ,respectively.11metal ions ,TWEEN 280,T riton X 2100and E DTA w ere chose to study their effects on MP hydrolase activity.Data show ed that 20mmol ・L -1CoCl 2,2mmol ・L -1TWEEN 280and T riton X 2100cangreatly inhibit hydrolase activity ,while 200102mmol ・L -1LiCl can enhance it.K ey w ords :methyl parathion hydrolase ;enzym atic reaction system;characteristics 随着微生物学和生物化学研究的日益深入,人们越来越意识到使用微生物酶制剂消除环境中的农药污染是目前极具前景的一项工作[1,2]。
巴斯德毕赤酵母生物过程
巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)是一种广泛用于重组蛋白生产的生物表达系统。
巴斯德毕赤酵母的生物过程涉及以下几个关键步骤:
1. 基因插入:通过同源重组将目标基因插入到巴斯德毕赤酵母的基因组中,通常插入到甲醇氧化酶(AOX1)基因的位置,利用其强启动子来实现高效表达。
2. 蛋白质表达:在甲醇的存在下,巴斯德毕赤酵母会被诱导产生大量的重组蛋白。
甲醇氧化酶是巴斯德毕赤酵母代谢甲醇的关键酶,其在细胞中的含量会随着甲醇的加入而显著增加,从而带动目标蛋白的表达。
3. 蛋白质折叠和修饰:巴斯德毕赤酵母具有真核生物的翻译后修饰能力,包括糖基化、二硫键形成等,这对于许多蛋白质的功能至关重要。
4. 蛋白质分泌:巴斯德毕赤酵母能够将重组蛋白分泌到培养基中,这有助于简化后续的纯化过程。
由于其内源分泌蛋白的产生有限,重组蛋白的纯化相对容易。
5. 过程优化:为了实现目标蛋白质的最大产量,需要对培养条件进行优化,包括甲醇和山梨糖醇的浓度、菌株的形式(Mut表型)、温度和孵育时间等因素的调整。
巴斯德毕赤酵母作为一种高效的表达系统,不仅操作简便,而且能够提供适当的蛋白质折叠和翻译后修饰,使其成为生产重组蛋白的理想选择。
专利名称:甲基营养酵母菌巴斯德毕赤酵母中的体内非天然氨基酸表达
专利类型:发明专利
发明人:T·杨,P·G·舒尔茨
申请号:CN201610056340.5
申请日:20081210
公开号:CN105647824A
公开日:
20160608
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供在甲基营养酵母菌,例如巴斯德毕赤酵母中产生含非天然氨基酸的多肽的正交翻译系统。
还提供了在甲基营养酵母菌,例如巴斯德毕赤酵母中产生含非天然氨基酸的多肽的方法。
申请人:斯克利普斯研究院
地址:美国加利福尼亚州
国籍:US
代理机构:上海专利商标事务所有限公司
代理人:余颖
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假单胞菌WBC-3甲基对硫磷水解酶性质的初步研究楚晓娜;张先恩;陈亚丽;刘虹;宋冬林【期刊名称】《微生物学报》【年(卷),期】2003(043)004【摘要】从最近分离到的有机磷农药降解菌Pseudomonas sp. WBC-3中获得了甲基对硫磷水解酶(Methyl parathion hydrolase, MPH,EC 3.1.8.3).该酶在48h 的培养物中分布比例分别为:上清液2.1%, 胞内86.2%和胞间质11.7%,说明MPH 为胞内酶.经过CM-sepharose Fast Flow阳离子交换层析,获得电泳纯的酶.SDS-PAGE和凝胶过滤层析表明,该酶为单体蛋白,分子量约为34kD.动力学分析显示该酶为非特异性有机磷降解酶,但最适底物为甲基对硫磷.在pH9~12范围,酶表现较高活力水平,最高活力的反应温度为40℃.根据各类金属离子和鳌合剂对酶活的影响,推测MPH为金属酶.【总页数】7页(P453-459)【作者】楚晓娜;张先恩;陈亚丽;刘虹;宋冬林【作者单位】中国科学院武汉病毒研究所,武汉,430071;中国科学院武汉病毒研究所,武汉,430071;中国科学院武汉病毒研究所,武汉,430071;中国科学院武汉病毒研究所,武汉,430071;中国科学院武汉病毒研究所,武汉,430071【正文语种】中文【中图分类】Q936【相关文献】1.节杆菌与施氏假单胞菌对甲基对硫磷的共降解研究 [J], 史延华;任磊;贾阳;闫艳春2.邻单胞菌M6中甲基对硫磷水解酶(MPH)的纯化及性质的研究 [J], 徐玮;林恒;刘卫东;李顺鹏;崔中利3.甲基对硫磷水解酶参与催化相关结构的研究 [J], 吴旭平;刘卫东;曹慧;李顺鹏;崔中利4.甲基对硫磷降解菌假单胞菌WBC-3的筛选及其降解性能的研究 [J], 陈亚丽;张先恩;刘虹;王银善;夏祥明5.Pseudomonas sp.1-7中甲基对硫磷水解酶基因的克隆及酶学性质研究 [J], 许丽;初晓宇;田健;伍宁丰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
毕赤酵母的非甲醇诱导系统研究进展ZHAO Yixin;ZHANG Jianguo【摘要】毕赤酵母是一种能以甲醇为唯一碳源生长的甲基营养型酵母,常用作表达外源蛋白的细胞工厂.目前毕赤酵母常用的高效启动子AOX1(PAOX1)是一个严格的底物依赖型启动子,受甲醇的严格诱导,受葡萄糖、甘油、乙醇等非甲醇碳源抑制.但是甲醇有毒、易燃、易爆的特性使得其在食用、医用产品生产等领域受到很大的限制.本文将主要从PAOX1机制改造、新型启动子和非甲醇诱导物研发的角度阐述毕赤酵母非甲醇诱导的研究进展.【期刊名称】《工业微生物》【年(卷),期】2019(049)003【总页数】8页(P46-53)【关键词】毕赤酵母;PAOX1调控机制;新型启动子;非甲醇诱导物【作者】ZHAO Yixin;ZHANG Jianguo【作者单位】【正文语种】中文巴斯德毕赤酵母(Komagataella phaffii,曾称Pichia pastoris)是目前具有代表性的甲基营养型酵母。
其它研究较多的甲基营养型酵母还有多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha)、博伊丁假丝酵母(Candida boidinii)、球拟酵母属(Torulopsis)。
其中毕赤酵母外源基因表达系统发展最为迅速。
巴斯德毕赤酵母最初由Guilliermond于1920年从法国栗树的分泌物中分离得到,并在之后几十年中陆续纯化得到几种分离菌株。
其中菌株NRRL Y-11430 (CBS7435)被Philips Petroleum公司开发成为单细胞蛋白表达系统[1]。
直至1995年YAMADA根据核糖体基因序列数据将巴斯德毕赤酵母重新归类为一个新属——Komagataella[2] [3]。
而且根据26S rRNA序列将巴斯德毕赤酵母分成K. pastoris、K. phaffii、K. pseudopastoris、K. poluli、K. ulmi和K. kurtzmanii等几个种[4]。
m6p受体蛋白的名词解释M6P受体蛋白(Mannose-6-Phosphate receptor protein)是一种重要的细胞表面受体蛋白,它在细胞内运转过程中起到了关键作用。
M6P受体蛋白的命名源自其对甘露糖-6-磷酸(Mannose-6-Phosphate)的高亲和力。
在细胞内,M6P受体蛋白负责识别并与带有M6P结构的蛋白质结合,以便于它们被引导到适当的位置,完成各种细胞功能。
M6P受体蛋白主要存在于细胞膜上的囊泡内,在转运过程中起到了至关重要的作用。
首先,M6P受体蛋白通过其特异的结构域识别细胞内含有M6P的目标蛋白质。
然后,M6P受体蛋白与这些目标蛋白质结合,形成一个复合物。
细胞内负责供应蛋白质的高尔基体则识别这个复合物,通过液泡运输机制将其带往细胞膜表面。
最后,复合物在细胞膜上的囊泡内发生融合,将M6P受体蛋白与目标蛋白质一起释放到胞外环境或者其他细胞器中。
M6P受体蛋白的功能主要包括两个方面。
一方面,它参与了细胞内蛋白质的定位与转运过程。
许多细胞内蛋白质需要定位到特定的位置,以发挥其功能。
M6P受体蛋白通过与这些蛋白质结合,并引导其向特定位置转运,保证了蛋白质的正确定位。
另一方面,M6P受体蛋白也参与了细胞间物质交流的过程。
某些蛋白质的功能需要通过与其他细胞或分泌物相互作用来实现,M6P受体蛋白在这一过程中发挥了关键的作用。
M6P受体蛋白的功能与一些重要的疾病以及药物开发密切相关。
例如,在一些溶酶体沉积病患者中,由于M6P受体蛋白的缺乏或异常表达,导致溶酶体内的酸性水解酶无法正确定位和功能失调,从而影响到身体的正常代谢和免疫功能。
针对这一疾病,科学家们通过研究M6P受体蛋白的结构和功能,试图找到能够修复或替代M6P受体蛋白功能的药物。
此外,M6P受体蛋白在药物靶点研究中也被广泛应用。
通过与M6P受体蛋白结合的特定药物,可以实现对特定蛋白质的识别和定位,从而提高药物的效果并降低副作用。
Plesiomonas sp.M6来源的甲基对硫磷水解酶MPH在毕赤酵母中
的表达及其固定化研究
甲基对硫磷水解酶MPH(Methyl Parathion Hydrolase)来源于邻单胞菌属中的一种能降解甲基对硫磷的菌株M6。
MPH可以有效并特异性的降解甲基对硫磷,甲基对硫磷与对氧磷、对硫磷等含碳-磷键或含有机基团的磷酸衍生物等有机磷化合物,是有机磷杀虫剂、有机磷除草剂、有机磷神经毒气等的主要成分。
对生物体的毒性主要表现为抑制乙酰胆碱酯酶的活性,造成神经突触后膜上的乙酰胆碱大量积累,从而导致神经系统的过度刺激。
由于有机磷农药在许多国家被大量使用,导致了严重的水、土壤、大气环境污染和生态破坏,严重威胁着人类的生命安全。
虽然目前已发现了多种有机磷水解酶,但是表达量低,生产成本高等原因阻碍了其工业化生产。
本研究转化甲醇营养型毕赤酵母GS115得到了高产量的甲基对硫磷水解酶菌株。
实验的结果如下:1.甲基对硫磷水解酶MPH-R的基因合成在NCBI中搜索到邻单胞菌Plesiomonas sp.M6来源的甲基对硫磷水解酶MPH的基因序列并去掉了mph基因中的原始信号肽序列,在其末端添加6个组氨酸标签。
翻译成氨基酸序列之后,按照毕赤酵母的密码子偏爱性设计overlapping PCR引物,合成新的基因序列mph-R基因全长为912bp,共编码304个氨基酸。
2.MPH-R表达载体的构建和表达将合成好的基因通过酶切酶连的方法连接
到pHBM905BDM表达型载体,得到pHBM905BDM-mph-R。
SalⅠ线性化酶切载体之后电转化毕赤酵母GS115感受态细胞。
筛选出阳性菌落接种于BMGY培养基摇瓶发酵。
在48小时甲醇诱导后,500mL
摇瓶中MPH-R的表达水平增加至1.9 U/mL,比酶活为15.8 U/mg。
且在5 L基础盐高密度发酵培养基中表达量增加至18.4U/mL,将表达量再次提高了9.7倍。
到目前为止MPH已成功的在毕赤氏酵母中分泌表达,报道过的野生型MPH在毕赤酵母中的表达量约为0.03 U/m L,用其它方法优化过的MPH表达量约为0.48 U/mL,还达不到工业生产的表达水平。
我们通过改变MPH-R的信号肽以及按照毕赤酵母密码子偏好性优化密码子的方法提高表达量,实验数据表明本实验重组蛋白MPH-R在毕赤酵母中的表达水平是野生型MPH的62倍,是其它文献中优化MPH的4倍。
3.MPH-R的纯化和酶学性质研究使用Ni-NTA亲和层析纯化的方法纯化MPH-R。
经测定该酶的最适温度为39℃,最适pH为11。
金属离子作为添加剂检测MPH-R活性的变化,当浓度为1mM时,Ni<sup>2+</sup>、Co<sup>2+</sup>和
Mg<sup>2+</sup>能有效增加MPH-R的活性,分别达到了196%、201%和154%。
4.MPH-R固定化研究选用壳聚糖为固定化载体材料,戊二醛为交联剂固定化机磷水解酶MPH-R。
壳聚糖是具有好的生物相容性和对环境友好的材料,能有效的通过共价键结合MPH-R,并且较游离酶提高了MPH-R催化效率。
通过比较游离的MPH-R与固定化的MPH-R酶学性质发现:虽然固定化酶与游离酶的最适温度及最适pH相近,但是固定化酶对不同的温度和pH的适应性更强,具有更高的活性,且壳聚糖固定化酶热稳定性和pH耐受性较游离酶得到了明显的提升。
固定化酶最大的优势是可以回收再利用,进行多次重复反应。
本实验中壳聚糖固定化MPH-R在经过100次重复使用后,仍能保持约50%以上的活性。
壳聚糖固定化酶优异的特性为其工业化发展提供了良好的选择。