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产抗菌肽PSI的重组乳酸克鲁维酵母高密度发酵及产物的分离纯化研究

2018-05-13翟立翔李国丽冷艳李师翁陈熙明陈拓刘光琇

食品与发酵工业 2018年4期

翟立翔,李国丽,冷艳,李师翁,*,陈熙明,陈拓,刘光琇

1(兰州交通大学 化学与生物工程学院,甘肃 兰州,730070) 2(甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室/中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室,甘肃 兰州,730000)

乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyceslactis)是一种能高效表达外源蛋白的酵母表达系统,作为美国FDA认证的食品安全级酵母[1],具有遗传稳定,蛋白可翻译后加工,产物可分泌到胞外,可高密度发酵且发酵过程无产气现象,不会发生爆罐、发酵过程中所需的诱导剂是乳糖或半乳糖,相对甲醇诱导更安全、表达产物可直接应用于食品及饲料工业中等优点[2],目前已经有数百种外源蛋白在该系统中获得表达。

抗菌肽PSI是植物天冬氨酸蛋白酶的前体,其典型特征是分子内部有一个约由100个氨基酸残基构成的结构域,被称为植物特异插入片段[2],对植物病原真菌Verticilliumdahlia具有较强的抗性,其作用机制是通过与磷脂膜泡相互作用,在一定pH下或者依附于脂质而诱发细胞内容物的裂解,从而杀死生物病原体,抑制真菌孢子的形成[3-4]。

高密度发酵是提高基因工程菌外源蛋白表达量的有效策略。迄今为止,已有数千种蛋白通过高密度发酵得以大量表达,如人的C型溶菌酶LYZL6表达量高达331 mg/L[5], 植酸酶酶活达1.34×104U/mL[6], 来自兔出血病病毒的衣壳蛋白表达量达16 mg/L[7], 麦角固醇表达量达1.5 g/L[8]等。但是,由于重组菌本身的局限性,如启动子特性、密码子使用频率或基因拷贝数等,或者是由于发酵工艺的不同,外源蛋白表达量差异很大。……

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