植酸酶phyA基因转化毕赤酵母的筛选及工程菌培养基研究

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本研究以本课题组构建的植酸酶phyA基因表达载体pPIC9K-PhyA为材料,采用电击转化法将phyA基因导入毕赤巴斯德酵母(Pichia pastoris)。通过对电击转化条件的筛选,结果表明选择Bio-Rad电穿孔仪的转化条件以2.0kv,1个脉冲较好,其转化效率比相关报道的采用BTX电穿孔仪在参数为1.0kv,50uF,200R时的转化效率更高。本研究共筛选出重组转化子15株,其在MD平板生长迅速,在删平板上生长缓慢,甲醇利用型为Nut~s。经酶活测定,15株重组转化子均可产生植酸酶,其中转化子PP-NP-5菌株采用BMGY培养基进行细胞增殖,采用BMMY培养基进行诱导产酶,36h后酶活达到52041u/ml,其活性是出发菌株(黑曲霉A.niger25)酶活(513.4u/ml)的101倍,比本课题组王红宁等报道的69.4倍提高了45%,比国内姚斌等报道的15000u/ml高了2.47倍,比国外Yanming Han报道的KM71重组子的酶活26000u/ml高了1.00倍,实现了phyA基因的高效分泌性表达。 本研究对基因工程菌PP-NP-5进行了DNA水平的鉴定。斑点杂交试验结果表明phyA基因导入了巴斯德毕赤酵母基因组,并用PCR法扩增出长约1.6kb的DNA片段,与phyA基因大小相符合。Southern blotting分析表明,phyA基因以双交换方式单拷贝整合到了酵母染色体DNA。 本研究在国内外首次以麦芽为原料,对毕赤巴斯德基因工程菌培养基进行了研究。采用料水比为1:6的麦芽汁培养基对工程菌PP-NP-5进行细胞增殖培养,用料水比为1:6的麦芽高温浸提培养基进行诱导产酶培养,浓缩细胞和不浓缩细胞时,酶活分别达到22598u/ml、12720u/ml,并且产酶活性稳定。在其他培养条件相同的情况下,本研究筛选的培养基成本与酶产量比价分别为0.009866元/100000u(细胞不浓缩)、0.03005元/100000u(细胞浓缩),而购买的BMGY和BMMY培养基成本与产酶量的比价为1.97104元/100000u。结果表明:采用本研究制备的麦芽汁培养基(生长培养基)和麦芽高温浸提培养基(产酶培养基),当细胞浓缩与不浓缩时,培养基成本分别降低了198.78倍和64.59倍。经济效益即产出与投入之比分别是合成培养基(BMGY、BMMY)的200倍和66倍,有效的降低了成本,为基因工程菌的扩大生产奠定了基础。
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