【摘 要】
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嗜甲醇巴斯德毕赤酵母(Komagataella phaffii,K.phaffii)近年来作为生产重组蛋白和构建生物合成途径的细胞工厂受到广泛关注。在巴斯德毕赤酵母中大部分的甲醇诱导型启动子来源于甲醇代谢途径的基因。而组成型启动子在工业生产过程中不需要昂贵、有毒性和易爆炸的甲醇作为诱导剂,更容易控制生产成本和安全问题。在巴斯德毕赤酵母中常用的组成型启动子非常有限,仅限于Pgap、Ptef1和Pgc
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嗜甲醇巴斯德毕赤酵母(Komagataella phaffii,K.phaffii)近年来作为生产重组蛋白和构建生物合成途径的细胞工厂受到广泛关注。在巴斯德毕赤酵母中大部分的甲醇诱导型启动子来源于甲醇代谢途径的基因。而组成型启动子在工业生产过程中不需要昂贵、有毒性和易爆炸的甲醇作为诱导剂,更容易控制生产成本和安全问题。在巴斯德毕赤酵母中常用的组成型启动子非常有限,仅限于Pgap、Ptef1和Pgcw14等强组成型启动子,对于共表达一些分子伴侣其他辅助分泌因子,则需要低转录活性的组成型启动子。此外,外源代谢途径的构建需要多样性的启动子,以避免竞争效应。因此,有必要筛选一些更稳定、更适用于重组蛋白表达和代谢通路构建的不同强度的组成型启动子。本文通过分析候选内参基因的稳定性从而筛选出组成型表达的启动子。首先通过分析实验室前期得到的转录组数据筛选出21个候选基因,然后通过内参基因筛选软件ge Norm对这些基因进行评估,将稳定性在0.7以下的候选内参基因用于组成型启动子筛选。在本研究中,通过ge Norm分析,筛选出了适用于巴斯德毕赤酵母在不同碳源条件下实时荧光定量PCR的最佳内参基因rpl14b&eif5a,在不同渗透压下实时荧光定量PCR的最佳内参基因rpl19a&rpl14b,以及不同生长阶段实时荧光定量PCR的最佳内参基因tif1&rpl19a。并且通过检测靶向基因aox1,hgt,hsp12,car1,afdh和fdh的转录水平验证了这些内参基因的稳定性。将候选组成型启动子用于表达绿色荧光蛋白和人血清白蛋白,通过蛋白水平和m RNA水平筛选出了在不同碳源的培养条件下的组成型启动子P0887、Prps8b、Prpl10、Prpl35a和Pccp1;在不同渗透压处理的条件下的组成型启动子P0887、Pgs、Prps8b、Prpl10和Prpl35a。当不同碳源和不同渗透压的条件都被考虑在内时的组成型启动子为P0887、Prps8b、Prpl10和Prpl35a,其中P0887为强组成型启动子,Pgs、Prps8b和Prpl10为中等强度的组成型启动子,Prpl35a为弱组成型启动子。通过截短以及快速扩增互补5’DNA末端(5’RACE)分析表征了筛选到的启动子的核心区和5’UTR序列。P0887在转录水平和翻译水平的表达强度存在巨大差异,通过与其他基因的5’端非编码区序列进行组合,最终在P0887转录水平基本不变的情况下,翻译水平提高了37倍。本研究筛选的这些不同活性的组成型启动子拓宽了巴斯德毕赤酵母的启动子库,丰富了巴斯德毕赤酵母的合成生物学元件,具有良好的应用前景。
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