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为优化海洋漆酶(Lac1)表达,研究人员基于毕赤酵母工具包系统(Pichia Toolkit),评估组成型(pGAP、pG6 等)与甲醇诱导型(pAOX1 等)启动子结合 21 种信号肽的效率,筛选 3200 个变体。发现 pGAP 与 αAmylase-αMFD 信号肽组合最优,2-L 反应器峰值达 178 U/L,为海洋生物技术提供优化基础。
来自海洋真菌 Peniophora sp. CBMAI 1063 的Pnh_Lac1(Lac1)基因通过毕赤酵母工具包系统(Pichia Toolkit)在毕赤酵母(Pichia pastoris)中实现表达。研究对组成型启动子(pGAP、pPET9、pG1、pG6、pADH2)和甲醇诱导型启动子(pAOX1、pDAS1、pPMP20)与 21 种不同信号肽及 His 标签组合的漆酶生产效率进行评估。随后筛选 3200 个变体,优化培养条件,并在台式生物反应器中对优选变体展开研究。组成型文库结果显示,启动子和信号肽对 Lac1 表达有显著影响:从 pG6 切换至 pGAP 可使产量提升 171 倍,而将 α- 交配因子信号肽替换为 Lac1 基因的天然信号肽则导致漆酶产量下降 22 倍。组成型文库中的 pGAP 启动子与诱导型文库中的 pAOX1 启动子表现最佳,两者与 αAmylase-αMFD 信号肽结合时效率更高。组成型表达的 Lac1 产量相比 pAOX1 诱导型表达高 1.37 倍,被认为更适合漆酶表达。在深孔板中,最优生产变体 pGAP_αA1 于 pH 6 和 18°C 条件下实现最高产率(90 U/L)。2 升生物反应器中组成型生产漆酶,78 小时后达到 178 U/L 的峰值产量。毕赤酵母工具包系统在筛选 Lac1 的最佳分子调控和分泌方面表现高效,该研究为海洋生物技术发展提供助力,并为 Lac1 生产优化奠定基础。