普健生物 http://kx.atagenix.cn/ 2022-04-25
毕赤酵母(Pichia pastoris)表达系统是近年来发展迅速、应用广泛的一种真核表达系统。它是甲醇营养型酵母菌,有两个乙醇氧化酶(Alcohol oxidase,AOX)编码基因AOX1和AOX2,两者序列相似,AOX1基因严格受甲醇诱导和调控。当甲醇为唯一碳源时,AOX1启动子可被甲醇诱导,启动乙醇氧化酶的表达,从而用甲醇进行代谢,含AOX1启动子的质粒可用来促进编码外源蛋白的目的基因的表达。
主要优势:
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.产物易分离,毕赤酵母所用发酵培养基十分廉价,一般碳源为甘油或葡萄糖及甲醇,其余为无机盐,培养基中不含蛋白,有利于下游产品分离纯化
3.外源蛋白基因遗传稳定,外源基因能以高拷贝数整合到毕赤酵母基因组中,不易丢失并能够得到高表达菌株
4.作为真核表达系统,毕赤酵母具有真核生物的亚细胞结构,具有糖基化、脂肪酰化、蛋白磷酸化等翻译后修饰加工功能
表达菌株特点:
GS115:AOX1和AOX2基因都正常表达AOX蛋白(乙醇氧化酶),甲醇的利用效率高,接近于野生型,属于甲醇快速利用型(Mut+)
KM71:AOX1基因被大部分剔除,只能利用AOX2为AOX编码,甲醇利用速率变慢,表现为甲醇慢利用型(Muts)
外源基因的整合方式不同会导致表达菌株的表型不同:
限制酶 | 插入位点 | GS115 表型 | KM71 表型 |
Sa1 I/StuI | HIS4 | HIS+Mut+ | HIS+Muts |
SacI | 5’AOX1 | HIS+Mut+ | HIS+Muts |
Bg1 II | 取代AOX1 | HIS+Muts | HIS+Muts |
Table 1. 菌株表型
表达类型 | 载体名称 | 筛选标记 | 启动子 |
胞内表达 | pAO815 | HIS4 | AOX1 |
pPIC3K | HIS4 | AOX1 | |
pPIC3.5K | HIS4 | AOX1 | |
分泌表达 | pPICZα,A,B,C | bler | AOX1 |
pPIC9K | HIS4 | AOX1 |
Table 2. 载体信息
对于胞外表达的蛋白除了可以用载体自带的信号肽,还有以下信号肽可供选择:
信号肽 | 蛋白序列 |
AlphaMF* | MRFPSIFTAVLFAASSALAAPVNTTTEDETAQIPAEAVIGYSDLEGDFDVAVLPFSNSTNNGLLFINTTIASIAAKEEGVSLEKREAEA |
Dse4 | MSFSSNVPQLFLLLVLLTNIVSG |
Exg1 | MNLYLITLLFASLCSA |
Scw11 | MLSTILNIFILLLFIQASLQ |
SAlb | MKWVTFISLLFLFSSAYS |
Table 3 . 信号肽序列
1.具有完备的毕赤酵母表达平台,可以根据蛋白特性或客户需求设计不同的实验方案
2.具有高通量筛选平台,可以快速有效的得到最佳表达条件
3.具有大规模发酵生产的能力
服务内容 | 客户提供 | 服务步骤 | 服务周期 | 交付内容 |
毕赤酵母表达系统 | 基因序列 载体 菌株 |
基因合成,密码子优化 | 2-4周 |
蛋白样品 技术服务报告 |
亚克隆 | 1周 | |||
蛋白表达测试,高通量筛选 | 2-3周 | |||
发酵纯化 | 1-2周 |
案例1:
蛋白A全长基因合成后亚克隆至表达载体pPICZαA,转化毕赤酵母菌株X33,蛋白分泌表达成功(28kDa;C端6*His),产量7mg/L,纯度大于90%,质检图如下:
蛋白A Reduced SDS-PAGE纯化质检图
案例2:
蛋白B基因合成后亚克隆至表达载体pPIC3.5K分别转化毕赤酵母菌株GS115/KM71进行胞内表达,SDS-PAGE检测结果显示蛋白B(糖基化后40kDa)有明显表达,其中克隆GS115-5#(24h,0.5%甲醇),GS115-2#(48h,1%甲醇),GS115-3#(48h,1%甲醇)都能成功表达目的蛋白。
蛋白 B Reduced SDS-PAGE表达测试图
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