一种β-甘露聚糖酶密码子优化序列及提高毕赤酵母工程菌表
达水平的方法
技术领域
背景技术
[0002] 近年来随着对自然界半
纤维素资源的开发、利用,饲粮中甘露聚糖
抗营养因子的消除以及甘露低聚糖药用价值的发现,使得对β-甘露聚糖酶的需求量越来越大。目前,市场上β-甘露聚糖酶商品酶制剂有美国chengem公司生产的和美酵素,还有国内博士奥集团生产的华分酶及挑战集团的β-甘露聚糖酶等,但因为产量小,产品的相对价格很高,大大降低了该酶的应用范围。
[0003] 毕赤酵母表达系统已经发展成为一个成熟的外源蛋白表达系统,工业上常用来大规模表达外源蛋白。但对于一些来源于细菌的基因,其表达水平往往偏低,即使经过密码子优化,而不一定能够达到理想的表达水平。另外,毕赤酵母的高
密度发酵也是实现外源蛋白高水平表达的关键,而毕赤酵母在高密度发酵时需要消耗大量
氧气,溶氧的水平常常直接影响异源蛋白的表达水平。因此,应用透明颤菌的血红蛋白 (Vitreoscialla hemoglobin, VHb)作为一种氧调节蛋白,理论上可以结合游离氧,从而使发酵液中的氧含量提高,改善细胞生长条件,促进细胞总蛋白的合成和外源蛋白的积聚。
发明内容
[0004] 1.本发明的目的在于提供一种提高耐热酸性β-甘露聚糖酶Man5AS11R在毕赤酵母工程菌中表达水平的方法,其具体步骤如下:(1)对man5AS11R基因的核酸序列进行针对毕赤酵母菌的密码子优化,得到优化后的编码序列man5AS11R-opt,如SEQ ID NO.1所示:
ACTGGTTTCTACGTTAACGGTGGTAAGTTGTACGACTCTACTGGTTGTCC 50
ATTCTACATCGTTGGTATCAACCACGGTCACTCTTGGTTCAAGAACGACA 100
CTGCTACTGCTATCCCAGCTATCGCTAAGACTGGTGCTAACACTGTTAGA 150
ATCGTTTTGTCTAACGGTACTCAATACACTAAGGACGACTTGAACTCTGT 200
TAAGAACATCATCAACTTGGCTGAAGAAAACAAGATCGACGCTGTTTTGG 250
AAGTTCACGACGCTACTGGTAAGGACGACTTCAACTCTTTGGACGCTGCT 300
GTTAACTACTGGATCTCTATCAAGGAAGCTTTGATCGGTAAGGAAGACAG 350
AGTTATCGTTAACATCGCTAACGAATGGTACGGTACTTGGAACGGTTCTG 400
CTTGGGCTGACGGTTACAAGAAGGCTATCCCAAAGTTGAGAGACGCTGGT 450
ATCAAGAACACTTTGATCGTTGACGCTGCTGGTTGGGGTCAATACCCACA 500
ATCTATCGTTGACTACGGTCAATCTGTTTTCGCTGCTGACTCTCAAAAGA 550
ACACTGCTTTCTCTATCCACATCTACGAATACGCTGGTAAGGACGCTGCT 600
ACTGTTAAGTCTAACATCGAAAACGTTTTGAACAAGGGTTTGGCTTTGAT 650
CGAAGGTGAATTCGGTGGTTACCACACTAACGGTGACGTTGACGAATACG 700
CTATCATCAAGTACGGTTTGGAAAAGGGTGTTGGTTGGTTGGCTTGGTCT 750
TGGTACGGTAACGGTATCAAGTGGAACTACTTGGACTTGGCTACTGGTCC 800
AAACGGTTCTTTGACTTCTTACGGTAACACTGTTGTTAACGACACTTACG 850
GTATCAAGAACACTTCTCAAAAGGCTGGTATCTTCTGTGGTGACGACGGT 900
GTTGGTGACGGTGGTCCAGGTGACTCTAACGGTACTAAGACTACTTTGTA 950
CAACTTCGAAACTGGTACTGAAGGTTGGTCTGGTAAGAACATCGAAACTG 1000
GTCCATGGTCTGTTAACGAATGGGCTGCTAAGGGTAACCACTCTTTGAAG 1050
GCTGACGTTAACTTGGGTGACAACTCTGAACACTACTTGAAGTTGACTCA 1100
AAACTTGAACTTCTCTGGTAAGTCTCAATTGACTGCTACTGTTAAGCACG 1150
CTGACTGGGGTAACTTCGGTGACGAAATCAACGCTAAGTTGTACGTTAAG 1200
ACTGAATCTGACTGGTAA 1218
(2)应用优化后序列man5AS11R-opt构建重组表达载体pPIC9k-man5AS11R-opt,并将其转化到毕赤酵母GS115中,得到重组表达菌株GS115/man5AS11R-opt;
(3)将透明颤菌的血红蛋白基因vgb(GenBank AY278220)合成到载体pPICZ-αA的多克隆位点中,将其转化到GS115/man5AS11R-opt工程菌中,得到高产工程菌GS115/man5AS11R-opt-VHb。
[0005] 2. 高产工程菌GS115/man5AS11R-opt-VHb较原始菌株GS115/man5AS11R产量提高了一倍,10L
发酵罐酶活可达到20000U/ml以上。
附图说明
[0006] 图1 Man5AS11R和VHb共表达的重组载体构建图2 Man5AS11R密码子优化后的10L发酵罐产酶情况
图3 Man5AS11R和VHb共表达的10L发酵罐产酶情况
图4 Man5AS11R密码子优化后和VHb共表达的10L发酵罐产酶情况。
具体实施方式
[0007] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述
实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
[0008] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
[0009] 下述实施例中所用的材料、
试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
[0010] 实施例1 Man5AS11R和VHb共表达的重组载体构建通过PCR技术扩增出man5AS11R基因序列,两端分别是EcoRⅠ和NotⅠ酶切位点,双酶切纯化后与同样双酶切的pPIC9k载体连接,构建克隆载体pPIC9k-man5AS11R,转化Escherichia coli DH5α感受态细胞,挑取单克隆进行PCR鉴定和酶切鉴定,基因测序正确后获得构建成功的融合表达质粒。VHb基因GenBank收录号为AY278220.1,由华大基因合成。合成的VHb基因两端含有BstBⅠ和NotⅠ酶切位点。双酶切纯化后将VHb
片段与同样双酶切的pPICZ载体连接,构建克隆载体pPICZ–VHb。转化Escherichia coli DH5α感受态细胞,挑取单克隆进行PCR、酶切鉴定和基因测序,获得正确的融合载体。重组载体如图1所示,将构建好的两个重组载体线性化后,先后转化到毕赤酵母GS115中,得到高产工程菌GS115/man5AS11R-opt-VHb。
[0011] 实施例2 GS115/man5AS11R-opt的10L发酵罐产酶将GS115/man5AS11R与GS115/man5AS11R-opt分别进行10L发酵罐的诱导产酶发酵,结果如图2所示,GS115/man5AS11R-opt发酵120h甘露聚糖酶酶活最高达到14641U/ml,较GS115/man5AS11R发酵120h的酶活提高了38%,可见密码子优化可显著提高Man5AS11R在毕赤酵母中的表达水平。
[0012] 实施例3 GS115/man5AS11R- VHb的10L发酵罐产酶将GS115/man5AS11R与GS115/man5AS11R-VHb分别进行10L发酵罐的诱导产酶发酵,结果如图3所示,GS115/man5AS11R-VHb发酵120h甘露聚糖酶酶活最高达到15641U/ml,较GS115/man5AS11R发酵120h的酶活提高了48%,可见共表达VHb可显著提高Man5AS11R在毕赤酵母中的表达水平。
[0013] 实施例4 GS115/man5AS11R-opt-VHb的10L发酵罐产酶将GS115/man5AS11R与GS115/man5AS11R-opt-VHb分别进行10L发酵罐的诱导产酶发酵,结果如图4所示,GS115/man5AS11R-VHb发酵120h甘露聚糖酶酶活最高达到20760U/ml,较GS115/man5AS11R发酵120h的酶活提高了1倍,可见密码子优化和VHb共表达相结合可显著提高Man5AS11R在毕赤酵母中的表达水平,使高产工程菌GS115/man5AS11R-opt-VHb具有良好的产业化生产前景。
[0014] 以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,对于本领域普通技术人员来说,在不脱离所附
权利要求限定的精神和范围情况下,可做成许多
修改、变化或等效,但都将落在本发明的保护范围和公开范围之内。