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不同碳源细胞自噬对巴斯德毕赤酵母生长代谢的调控

2021-10-25陆文怡战春君刘秀霞詹锦玲杨艳坤白仲虎

生物学杂志 2021年5期

陆文怡,战春君,刘秀霞,詹锦玲,杨艳坤,白仲虎

(1.江南大学 粮食发酵工艺与技术国家工程实验室,无锡 214122,2.江南大学 生物工程学院,无锡 214122)

巴斯德毕赤酵母能够利用甲醇作为唯一碳源和能源生长。近年来,随着基因工程技术的进步和全基因组序列的公开,毕赤酵母凭借其广泛的真核蛋白修饰能力、目标蛋白易分泌、胞外杂蛋白少、易于高密度培养等特性,逐渐被开发成为外源蛋白表达最常用的宿主之一[1-4]。

以甲醇为唯一碳源时,毕赤酵母的醇氧化物酶Ⅰ(alcohol oxidase 1,AOX1)可高效表达[1],因此AOX1的启动子(AOX1 promoter,PAOX1)作为表达外源蛋白的强启动子被广泛应用。然而,当培养基中含有葡萄糖、甘油或乙醇等碳源时,PAOX1的活性会受到抑制[5]。战春君等[6]将毕赤酵母中的甘油转运体1(Glyceroltransporter1,GT1)敲除后获得突变株(P.pastorisΔGT1),可以缓解甘油对PAOX1的抑制,AOX1酶在甘油或甘油甲醇混合培养基中均可获得一定的组成型表达。因此P.pastorisΔGT1在工业生产中有着广泛的应用前景。用混合碳源培养毕赤酵母时发现,培养基中甲醇含量越高,PAOX1表达水平越高,但是细胞的生长状态会下降,使外源蛋白产量受到限制。所以明确甲醇对细胞生长的抑制作用的内在机理,对外源蛋白生产至关重要。

细胞的生长与细胞自噬有着密不可分的关系,当细胞遇到缺氧,缺营养,细胞器损伤,细胞内异常蛋白累积,某些微生物入侵,或接触某些化学物质时[7],细胞自噬通过降解细胞内组分,维持细胞内生理平衡帮助细胞度过逆境[8]。细胞的自噬有很多种,根据目的降解物的不同又可以分成选择性自噬和非选择性自噬[9]。……

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