花烟草植物防御素1蛋白在毕赤酵母中的表达及纯化
2021-05-19杨德奕赵懿琛龚伟伟李昆鹏
杨德奕,赵懿琛,龚伟伟,李昆鹏
1.贵州大学茶学院山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室贵州省农业生物工程重点实验室,贵州 贵阳550025;2.武汉金开瑞生物工程有限公司,湖北 武汉430223
植物防御素1(Nicotiala alatadefensin 1,NaD1)是植物固有免疫系统的重要组成部分,是植物抵御真菌攻击的第一道防线[1],一般对哺乳动物和植物细胞无毒,对植物及人类的真菌病原体具有较强抗菌活性[2-3]。NaD1蛋白可在花烟草Nicotiala alata的花芽中提取获得[4]。研究发现,在花烟草Nicotiala alata中,NaD1蛋白穿过真菌细胞质膜及进入细胞质前,与真菌细胞壁发生特异性作用,进入细胞后,迅速引发产生活性氧(reactive oxygen species,ROS),真菌质膜发生透化,导致真菌细胞死亡[5-7]。NaD1蛋白对尖孢镰刀杆菌(Fusarium oxysporum)、灰霉菌(Botrytis cinerea)、念珠菌(Candida albicans)等多种致病性真菌也具有良好的抗菌活性[8]。另有研究表明,NaD1蛋白可与磷酸酰肌醇4,5-二磷酸发生特异性、高亲和力的相互作用,从而发挥抑制肿瘤细胞活性的作用[9],但作用机制尚未明确。
NaD1蛋白的传统分离纯化方法复杂,成本较高。甲醇毕赤酵母具有表达量高、糖基化机制较接近高等真核生物、分泌蛋白便于纯化、可高密发酵、生长繁殖迅速、可耐受较高强度的流体静压、易于大规模生产等优点[10-11]。研究表明,已有500多种蛋白在毕赤酵母中实现了分泌表达,其中大部分为可投入产业化的药用蛋白[12]。毕赤酵母对原核生物大量繁殖培养较容易,对真核生物基因产物可进行正确折叠及翻译后修饰加工[13-14]。武如娟[15]将抗菌抗病毒杂合肽Cecropin(1-8)-LL37(17-30)基因克隆至毕赤酵母表达载体pPICZαA中,表达纯化后每升发酵液中可提取190.65 mg的重组杂合肽;……
