米曲霉蛋白酶与异源蛋白表达水平关系的研究

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丝状真菌米曲霉是一种广泛应用于传统食品发酵领域的安全性菌株,同时也是生产酶制剂的成熟平台。基于米曲霉强大蛋白质生产和分泌能力以及成熟的遗传转化操作手段,其具有被改造为异源蛋白生产底盘菌株的巨大潜力,尤其是结构复杂的糖蛋白。限制米曲霉异源蛋白表达的一个重要因素就是自身所分泌的大量蛋白酶,这些蛋白酶会在胞外降解异源蛋白,同时也会与异源蛋白竞争胞内分泌途径。本文从14株应用于不同领域的米曲霉菌株出发,首先建立了一种从软琼脂培养基中提取分泌蛋白的方法,之后利用福林法测定了14株米曲霉蛋白酶活力的大小,以单位重量的米曲霉产蛋白酶活力大小作为米曲霉产蛋白酶能力的标准,将14株米曲霉划分为高蛋白酶活、中蛋白酶活和低蛋白酶活三组。之后选取三组酶活力的4个菌株进行转录组测序和分析,最终筛选得到274个差异表达基因,进一步分析发现,274个差异表达基因中有2个上调表达基因被直接注释为蛋白酶编码基因,富集分析后发现,不同菌株蛋白酶活力的不同还与蛋白质的分泌能力和生长状态相关。之后利用转入p EX2B-amy B-FSH载体的米曲霉菌株尝试对异源蛋白重组促卵泡激素(Follicle-stimulating hormone,FSH)进行融合表达,在对比野生型菌株和转化菌株后,发现在转化菌株胞内及胞外均未能检测到异源蛋白FSH。本文从蛋白酶活力出发,探究米曲霉作为异源蛋白表达平台的不足之处,利用转录组测序和分析,为其进一步改造指明了方向。同时在利用融合表达的策略尝试表达异源糖蛋白FSH的过程中,进一步验证了菌株2035和3042蛋白质分泌能力的区别。在米曲霉异源蛋白表达菌株的选择上,应当在保证分泌效率的前提下,选择蛋白酶活力更低的菌株。本研究中筛选得到的差异表达基因可以为不同菌株蛋白酶活力的评价提供参考。
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