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多型汉逊酵母表达系统是一种优异的外源基因表达系统,广泛应用于重组蛋白的高水平表达。然而,其表达的糖蛋白的N-糖基结构为高甘露糖化,在人体内能引起免疫反应,不能够应用于治疗目的。为了消除汉逊酵母的高甘露糖化糖基结构,我们敲除了汉逊酵母的HpALG3和HpALG11基因,构建了双突变菌株HpM2(=Hpalg3△alg11△pRft1)。这株双缺陷菌株能够分泌表达Man3GlcNAc2为主要N-糖链的糖蛋白。然而,外侧α-1,2和α-1,6甘露糖在较大的糖苷结构中仍然能够被检测到。 为了消除其外侧α-1,6甘露糖转移酶活性,本研究,进一步消除了HpOCH1,构建了HpALG3、HpALG11和HpOCH1三突变菌株HpM3。实验证明失活HpOCH1后,HpM3的生长速度、以及对潮霉素B敏感性与HpM2相似。对其分泌蛋白的N-糖链质谱检测显示,HpM3分泌表达的糖蛋白所带N-糖链结构与HpM2相似,都为Man3-6GlcNAc2。 利用来自酿酒酵母MNN9和MNN2基因的N-端高尔基体定位信号,分别与人β-1,2-N-乙酰葡萄糖胺转移酶Ⅰ(hGnTⅠ)和大鼠β-1,2-N-乙酰葡萄糖胺转移酶Ⅱ(rGnTⅡ)融合,构建了MNN9-hGnTⅠ和MNN2-rGnTⅡ融合基因。当MNN9-hGnTⅠ引入到突变菌株HpM3或HpM2时,有超过95%的N-糖链末端添加一个GlcNAc变为杂交型糖苷。同时引入MNN2-rGnTⅡ后,分泌表达的糖蛋白所带的糖链结构呈现均一度较高的GlcNAc2Man3GlcNAc2(约80%)。GlcNAc2Man3GlcNAc2是哺乳动物细胞N-糖基化合成过程中产生的第一个复杂型糖苷,它的产生标志着汉逊酵母人源N-糖基化改造迈出重要的一步。 为了验证GlcNAc2Man3GlcNAc2在汉逊酵母中能否被半乳糖转移酶催化,并被添加半乳糖末端。我们又在汉逊酵母中引入人β-1,4-半乳糖转移酶Ⅰ(hGalTⅠ)。结果,同时转入人乙酰葡萄糖胺转移酶Ⅰ、大鼠乙酰葡萄糖胺转移酶Ⅱ和人半乳糖转移酶Ⅰ的菌株能够分泌以Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2为主要糖苷的糖蛋白。Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2糖基结构是哺乳动物细胞表达的众多复杂型糖基中的一种。有实验证明带有这种糖基结构的特定抗体可能会比哺乳动物细胞表达的抗体具有更好的活性。通过对报告蛋白rGOX的western-blot分析,敲除ALG3和ALG11后,会造成汉逊酵母寡糖转移酶转移寡糖的效率降低,从而造成分泌糖蛋白的低糖基化。 另外,为了完成汉逊酵母人源糖基化改造,扩增了汉逊酵母唾液酸化改造所需要的基因。并利用汉逊酵母组成型启动子,构建了这些基因的汉逊酵母表达载体,为最终完成汉逊酵母人源化改造提供了基因和载体基础。 本研究在前人阻断汉逊酵母早期核心多糖合成的基础上,再引入一系列糖基转移酶得到相应的糖基化改造菌株。这些菌株所表达的糖蛋白的糖链可以带有甘露糖、N-乙酰葡萄糖胺或半乳糖末端。同时,这些菌株所产生的糖链可以作为骨架利用化学方法或酶促方法来合成各种人源糖苷结构。