共表达分子伴侣PDI和Ero1对葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中表达的影响

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017-1095

生物技术通报 ›› 2018, Vol. 34 ›› Issue (7): 174-179.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017-1095

共表达分子伴侣PDI和Ero1对葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中表达的影响

高庆华¹, 董聪¹, 王玥¹, 胡美荣², 王庆庆¹, 王云鹏¹, 罗同阳¹, 刘蕾¹

1. 河北省微生物研究所,保定 071051;
2. 中国科学院微生物研究所,北京 100101

收稿日期:2017-12-21 出版日期:2018-07-26 发布日期:2018-08-01
作者简介:高庆华,男,博士,研究方向：微生物发酵技术;E-mail：gaoqinghua_mbb@126.com
基金资助:
河北省科技计划项目（16292903D）,河北省科学院科技计划项目（161312）

Enhancement of Glucose Oxidase in Pichia pastoris by Co-expressing Chaperone PDI and Ero1

GAO Qing-hua¹, DONG Cong¹, WANG Yue¹, HU Mei-rong², WANG Qing-qing¹, WANG Yun-peng¹, LUO Tong-yang¹, LIU Lei¹

1. Institute of Microbiology,Hebei Academy of Sciences,Baoding 071051;
2. Institute of Microbiology,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100101

Received:2017-12-21 Published:2018-07-26 Online:2018-08-01

摘要/Abstract

摘要： 通过单独表达蛋白质分子伴侣二硫键异构酶（PDI）和共表达PDI和内质网氧化还原酶（Ero1）,提高重组葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中的分泌表达。将构建的蛋白质分子伴侣表达载体pPICZ/PDI和pPICZ/Ero1-PDI线性化后,电击转化重组毕赤酵母X33/pMD-GOD 细胞,用含有250 μg/mL G418和50 μg/mL Zeocin的YPD双抗平板筛选阳性转化子,阳性转化子进行试管发酵和10 L发酵培养后,分析共表达PDI和Ero1-PDI 对GOD 表达水平的影响。结果显示,共表达PDI及Ero1-PDI 分别使葡萄糖氧化酶在10 L发酵罐中30℃培养,酶活分别达到476 U/mL 和736 U/mL,相比原始菌株在相同条件下分别提高了29.7%和100%。整合分子伴侣PDI和Ero1促进蛋白正确折叠明显地提高葡萄糖氧化酶蛋白表达。

关键词: 葡萄糖氧化酶, 分子伴侣, 蛋白表达, 毕赤酵母

Abstract: The expression of recombinant glucose oxidase（GOD）in Pichia pastoris was enhanced by the sole expression of protein chaperones protein disulfide isomerase（PDI）as well as the co-expression of endoplasmic reticulum oxidoreductase 1（Ero1）and PDI. The pPICZ/PDI and pPICZ/PDI -Ero1expression plasmids were linearized and integrated into the genome of P. pastoris X33/pMD-GOD by electroporation. The positive transformants were screened with double-resistance plate of 250 μg/mL G418 and 50 μg/mL Zeocin. The positive transformants were fermented in tube and 10 L fermenter for analyzing the effects of co-expressing PDI and Ero1-PDI on the expression of GOD. The results revealed that co-expression of PDI and Ero1-PDI increased GOD activity by 29.7% and 100% and their activity reached 476 U/m L and 736 U/m L respectively in 10 L fermenter at 30℃,compared with the control type of original strain. Conclusively,the integration of chaperone PDI and Ero1 enhanced the correct folding of GOD and significantly increased the expression of GOD.

Key words: glucose oxidase, chaperone, protein expression, Pichia pastoris

高庆华, 董聪, 王玥, 胡美荣, 王庆庆, 王云鹏, 罗同阳, 刘蕾. 共表达分子伴侣PDI和Ero1对葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中表达的影响[J]. 生物技术通报, 2018, 34(7): 174-179.

GAO Qing-hua, DONG Cong, WANG Yue, HU Mei-rong, WANG Qing-qing, WANG Yun-peng, LUO Tong-yang, LIU Lei. Enhancement of Glucose Oxidase in Pichia pastoris by Co-expressing Chaperone PDI and Ero1[J]. Biotechnology Bulletin, 2018, 34(7): 174-179.

参考文献

[1] Wong CM, Wong KH, Chen XD.Glucose oxidase:natural occurrence, function, properties and industrial applications[J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2008, 78(6):927-938.
[2] Gu L, Zhang J, Liu B, et al.High-Level extracellular production of glucose oxidase by recombinant Pichia pastoris using a combined strategy[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2015, 175(3):1429-1447.
[3] 朱泰承, 李寅. 毕赤酵母表达系统发展概况及趋势[J]. 生物工程学报, 2015, 31(6):929-938.
[4] Crognale S, Pulci V, Brozzoli V, et al.Expression of Penicillium variabile P16 glucose oxidase gene in Pichia pastoris and characterization of the recombinant enzyme[J]. Enzyme and Microbial Technology, 2006, 39(6):1230-1235.
[5] Guo Y, Lu F, Zhao H, et al.Cloning and heterologous expression of glucose oxidase gene from Aspergillus niger Z-25 in Pichia pastoris[J]. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2010, 162(2):498-509.
[6] Onda Y, Kobori Y.Differential activity of rice protein disulfide isomerase family members for disulfide bond formation and reduction[J]. FEBS Open Bio, 2014, 4(1):730-734.
[7] Qiang L, Wang H, Farmer SR.Adiponectin secretion is regulated by SIRT1 and the endoplasmic reticulum oxidoreductase Ero1-Lα[J]. Molecular and Cellular Biology, 2007, 27(13):4698-4707.
[8] 陈飞, 胡美荣, 江贤章, 等. 共表达分子伴侣PDI和Ero1对灰盖鬼伞过氧化物酶在毕赤酵母中表达的影响[J]. 生物工程学报, 2015, 31(12):1682-1689.
[9] 陈凤祥, 关波, 陈蕴, 等. 共表达蛋白质折叠辅助因子对毕赤酵母分泌表达IFNβ-HSA融合蛋白质的影响[J]. 食品与生物技术学报, 2014, 33(12):1246-1250.
[10] 高庆华, 胡美荣, 吴芳彤, 等. 点青霉葡萄糖氧化酶基因的克隆及其酶学性质研究[J]. 生物技术通报, 2016, 32(7):152-159.
[11] 杜济良, 赵洪亮, 薛冲, 等. 分子伴侣及信号肽对毕赤酵母中分泌蛋白表达水平的影响[J]. 生物技术通讯, 2013, 24(1):19-24, 44.
[12] Ahmad M, Hirz M, Pichler H, et al.Protein expression in Pichia pastoris:recent achievements and perspectives for heterologous protein production[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2014, 98(12):5301-5317.
[13] Bankar SB, Bule MV, Singhal RS, et al.Glucose oxidase—an overview[J]. Biotechnology Advances, 2009, 27(4):489-501.
[14] Damasceno LM, Anderson KA, Ritter G, et al.Cooverexpression of chaperones for enhanced secretion of a single-chain antibody fragment in Pichia pastoris[J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2007, 74(2):381-389.
[15] Smith JD, Tang BC, Robinson AS.Protein disulfide isomerase, but not binding protein, overexpression enhances secretion of a non-disulfide-bonded protein in yeast[J]. Biotechnol Bioeng, 2004, 85(3):340-350.

共表达分子伴侣PDI和Ero1对葡萄糖氧化酶在毕赤酵母中表达的影响

Enhancement of Glucose Oxidase in Pichia pastoris by Co-expressing Chaperone PDI and Ero1

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[1]	赵思佳, 王晓璐, 孙纪录, 田健, 张杰. 代谢工程改造毕赤酵母生产赤藓糖醇[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 137-147.
[2]	梅欢, 李玥, 刘可蒙, 刘吉华. 小檗碱桥酶高效原核表达及生物合成l-SLR的研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 277-287.
[3]	董聪, 高庆华, 王玥, 罗同阳, 王庆庆. 基于联合策略提高FAD依赖的葡萄糖脱氢酶的酵母表达[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 316-324.
[4]	赵昕, 杜玉瑶, 殷子扬, 毛淑红. 胆固醇7α-羟化酶在毕赤酵母中的异源表达[J]. 生物技术通报, 2023, 39(10): 304-310.
[5]	王玥, 高庆华, 董聪, 罗同阳, 王庆庆. 密码子优化的吡喃糖氧化酶基因在毕赤酵母中的表达[J]. 生物技术通报, 2022, 38(4): 269-277.
[6]	杨佳慧, 孙玉萍, 陆雅宁, 刘欢, 卢存福, 陈玉珍. 拟南芥AtTERT对大肠杆菌非生物胁迫抗性的影响[J]. 生物技术通报, 2022, 38(2): 1-9.
[7]	赵宝顶, 吕佳, 申玉玉, 桂玲, 陈钟秀, 陈杰, 路福平, 黎明. 基于信号肽和分子伴侣策略促进大肠杆菌高效转化尿苷[J]. 生物技术通报, 2022, 38(11): 238-249.
[8]	杨威, 伍茜, 程建国, 罗燕, 王印, 杨泽晓, 姚学萍. 林麝干扰素α基因克隆、表达及转录调控分析[J]. 生物技术通报, 2022, 38(1): 194-204.
[9]	范晨龙, 丁燏. 溶藻弧菌去乙酰化酶基因cobB克隆及其功能验证[J]. 生物技术通报, 2021, 37(8): 195-202.
[10]	段绪果, 张玉华, 黄婷婷, 丁乾, 栾舒越, 朱秋雨. 化学分子伴侣及诱导条件协同强化Thermotoga maritima α-葡聚糖磷酸化酶可溶性表达[J]. 生物技术通报, 2021, 37(8): 233-242.
[11]	贺小丽, 郭磊周, 韩佳慧, 唐殷, 袁媛, 代其林, 平淑珍, 江世杰. 细菌周质分子伴侣LolA研究进展[J]. 生物技术通报, 2021, 37(8): 275-283.
[12]	廖兆民, 蔡俊, 林建国, 杜馨, 王常高. 黑曲霉葡萄糖氧化酶基因在毕赤酵母中的表达及产酶条件的优化[J]. 生物技术通报, 2021, 37(6): 97-107.
[13]	杨悦, 陶妍, 谢晶, 钱韻芳. 基于重组毕赤酵母的草鱼C型溶菌酶生物合成及其抑菌活性[J]. 生物技术通报, 2021, 37(12): 169-179.
[14]	杨世全, 彭丹, 费文杰, 杨丰, 屈高毅, 唐威威, 欧剑萍, 邓湘雯, 周波. 杉木ClKptA/Tpt1基因的克隆及其表达特性分析[J]. 生物技术通报, 2020, 36(8): 15-22.
[15]	赵震, 王莎莎, 吕星星, 陶妍, 谢晶, 钱韻芳. 重组毕赤酵母产青蛤Mytimacin抗菌肽的表达研究[J]. 生物技术通报, 2020, 36(5): 150-158.