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具有最适生长温度高、生长速率快、具有遗传操作简单及易于工业化生产等特点的多形汉逊酵母被认为是外源蛋白表达的理想宿主。为建立汉逊酵母表达系统技术平台,提高外源基因在汉逊酵母中的整合效率、拷贝数和表达水平,利用汉逊酵母来源的强诱导性启动子——甲酸脱氢酶启动子(FMDp或FMDHp)、甲酸脱氢酶终止子(FMDTT)、自主复制序列(ARS),核糖体DNA(18S和25S rDNA)序列等系列元件构建了胞内表达和分泌型表达两类共16个载体。其中分泌表达采用了来自酿酒酵母的α结合因子(α-MF,alpha-Mating factor)作为分泌信号肽;在两大类载体中Zeocin和G418(geneticin)被用作筛选标记。将绿色荧光蛋白(mGFP)和萤火虫萤光素酶(Luc)基因导入汉逊酵母作为报告基因,实验结果表明,利用汉逊酵母来源的系列元件构建的载体能够实现高拷贝数的染色体整合并能够高效表达外源基因,表达产物的主要生化和生理特性保持不变。本研究中构建的一系列载体为实现外源基因在汉逊酵母中的高拷贝数整合和高效表达提供了有力的工具。
为了在汉逊酵母中实现促卵胞激素(FSH)的表达乃至大量表达,利用自己构建的载体进行了FSH在酵母中的表达研究。根据汉逊酵母密码子偏爱性,利用PCR搭桥的方法合成了一系列FSHα和β的基因,并利用PCR方法引入方便蛋白纯化的6×His-tag。汉逊酵母偏爱密码子合成FSHα亚基在汉逊酵母中得到了高效分泌表达(最高可达4.1mg/L)。各种密码子形式合成的FSHβ亚基在初筛中都没有发现明显的表达,通过RT-PCR对FSHβ在转录水平上进行了分析,结果发现,mRNA水平上FSHβ进行了转录。于是导入了分子伴侣PDI,KAR2及CNE1,协助FSHβ翻译后的稳定,正确修饰及分泌到上清中。通过ELISA检测,筛到了几株分泌FSHβ的共转化PDI的汉逊酵母菌株,表明大量表达FSHβ的瓶颈在于翻译后的修饰方面。用Co2+柱亲和层析的方法得到了纯化的FSHβ,并经Western blot证实了纯化的蛋白。蛋白浓度用Bradford法蛋白定量试剂盒测定,浓度达到0.92mg/L,将纯化的FSHα和β体外1:1混合后皮下注射21天的Sprague-Dawley大鼠,实验结果证明汉逊酵母表达的重组bFSH能激大鼠卵巢的增重,有明显的体内生物学活性。
此外,还进行了腮腺炎病毒(MuV)融合蛋白核心结构的研究。同其他囊膜病毒相似,在腮腺炎病毒融合蛋白(F)中具有两个七肽重复序列结构域(HR)。本研究构建THR区的(2-Helix)的重组载体,并在大肠杆菌中以融合蛋白的形式表达了2-Helix。利用亲和层析及凝胶过滤层析纯化获得了高纯度的目的蛋白。用晶体生长条件筛选试剂盒(CA,USA)对2-Helix蛋白晶体的生长条件进行初选,经过优化最后在15%PEG8000、1.0 mol/L Li2SO4缓冲液长出可以进行衍射的晶体。晶体衍射参数为空间群C2,晶胞参数a=161.2A,b=60.8A,c=40.1A,β=98.4°。通过应用程序AMORE,以SV5 F蛋白N1/C1三聚体晶体结构(PDB code:1SVF)为模型,利用分子置换的方法对2-Helix的晶体结构进行解析,得到了与SV5、RSV和NDV核心结构相似的六螺旋束,意味着MuV可能采取了与上述副粘病毒相似的融合侵染机制。