RU2676321C1 - Способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с применением рекомбинантного штамма-продуцента Pichia pastoris X-33/ pPICZαA-PhoA2-StV - Google Patents

Способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с применением рекомбинантного штамма-продуцента Pichia pastoris X-33/ pPICZαA-PhoA2-StV Download PDF

Info

Publication number
RU2676321C1
RU2676321C1 RU2018108650A RU2018108650A RU2676321C1 RU 2676321 C1 RU2676321 C1 RU 2676321C1 RU 2018108650 A RU2018108650 A RU 2018108650A RU 2018108650 A RU2018108650 A RU 2018108650A RU 2676321 C1 RU2676321 C1 RU 2676321C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phospholipase
phoa2
stv
enzyme preparation
pichia pastoris
Prior art date
Application number
RU2018108650A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Борисович Беклемишев
Светлана Владимировна Кирьянова
Роман Львович Анисимов
Кирилл Васильевич Смирнов
Антон Александрович Сычев
Денис Сергеевич Бытяк
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Инновационный центр "Бирюч-новые технологии" (ООО "ИЦ "Бирюч-НТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Инновационный центр "Бирюч-новые технологии" (ООО "ИЦ "Бирюч-НТ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Инновационный центр "Бирюч-новые технологии" (ООО "ИЦ "Бирюч-НТ")
Priority to RU2018108650A priority Critical patent/RU2676321C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2676321C1 publication Critical patent/RU2676321C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14Fungi; Culture media therefor
    • C12N1/16Yeasts; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14Fungi; Culture media therefor
    • C12N1/16Yeasts; Culture media therefor
    • C12N1/165Yeast isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/80Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi
    • C12N15/81Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi for yeasts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/16Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
    • C12N9/18Carboxylic ester hydrolases (3.1.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y301/00Hydrolases acting on ester bonds (3.1)
    • C12Y301/01Carboxylic ester hydrolases (3.1.1)
    • C12Y301/01004Phospholipase A2 (3.1.1.4)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645Fungi ; Processes using fungi
    • C12R2001/84Pichia

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложена плазмида pPICZαA-PhoA2-StV, определяющая синтез фосфолипазы А2, имеющая размер 3862 п. н. и содержащая ген фосфолипазы PhoA2-StV. Предложен штамм дрожжей Pichia pastoris Х-33, трансформированный указанной плазмидой. Предложен способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с использованием указанного штамма. Группа изобретений позволяет расширить арсенал средств для получения фосфолипазы А2 и ферментных препаратов на ее основе. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

Description

Изобретение относится к области промышленной биотехнологии и может быть использовано в пищевой промышленности при получении лизофосфолипидов и поверхностно-активных веществ с эмульгирующими свойствами.
Фосфолипаза А2 - фермент, катализирующий гидролиз сложноэфирной связи во втором положении глицерофосфолипидов [Головач О.А., Таганович А.Д. Роль фосфолипаз А2 в патологии легких // Медицинский журнал. - 2005. - №1. - с. 1-6]. При действии фосфолипазы А2 на фосфолипид образуется 2-лизофосфолипид и жирная кислота. Стерическая и позиционная специфичность фосфолипазы А2 обусловливает ее высокую ценность в биохимии липидов и химии. Фермент используют для установления позиционного распределения жирных кислот при анализе фосфоглицеридов, для разделения рацемических смесей липидов, а также в синтезе липидов для получения фосфоглицеридов со смешанным составом жирных кислот. Таким образом, ферментный препарат фосфолипаза А2 может использоваться в пищевой промышленности в качестве вспомогательного средства для образования лизофосфолипидов и поверхностно-активных веществ с эмульгирующими свойствами [Довжикова И.В. Гистохимическое исследование фосфолипидов в плаценте беременных при герпесе // Бюллетень физиологии и патологии дыхания: Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания (Благовещенск). - 2003. - №15. - с. 19-23; Брагина Н.А., Чупин В.В., Булгаков В.Г., Шальнев А.Н. Липидные ингибиторы фосфолипазы А2 // Биоорганическая химия. - 1999. - том 25. - №2. - с. 83-96; Murakami М, Kudo I. Phospholipase А2 // J Biochem. - 2002. - Mar. - 131(3):285. - c. 92].
Известен способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с помощью генномодифицированного плесневого гриба Aspergillus niger PLA-54 (США) с геном, кодирующим фосфолипазу свиной поджелудочной железы из Aspergillus niger GAM-53, и кДНК поджелудочной железы свиньи Aspergillus niger PLA-54 с геном, продуцирующим фосфолипазу А2 из Aspergillus niger GAM-53 (NRRL3122 Aspergillus niger) [GRAS notification of phospholipase A2 from a genetically modified strain of Aspergillus niger // DSM. - 28.10.2005].
Известно также, что ферментный препарат фосфолипазы А2 можно получать с помощью штамма Trichoderma reesei RF8793 (Германия), являющегося носителем гена, кодирующего фосфолипазу А2 плесневого грибка Aspergillus nishimurae [A Lipase Enzyme Preparation Derived from Streptomyces viotaceoruber // Genencor International Inc. - 09.02.2004].
Также в США выпускают ферментный препарат фосфолипазы А2, полученный с помощью Streptomyces violaceoruber JAS-591 [A phospholipase А2 preparation produced by Streptomyces violaceoruber expressing the gene encoding phospholipase A2 from Streptomyces violaceoruber // Nagase ChemteX Corporation. - 17.08.2006].
В Японии выпускают ферментный препарат фосфолипазы А2 Streptomyces violaceoruber, полученный с применением рекомбинантного штамма-продуцента Streptomyces violaceoruber AS-10 [GRAS notification for phospholipase A2 from a genetically modified strain of Tricho-derma reesei // AB ENZYMES GmbH. - 12.10.2013].
Основным недостатком данных способов является продолжительное время культивирования штамма (более 7 суток) и использование трудоемких способов очистки ферментного препарата, таких как хроматография и высаливание, требующих внесения дополнительных дорогостоящих реагентов и дополнительной аппаратуры.
Все вышеизложенное свидетельствует о перспективности создания штаммов-продуцентов фосфолипазы А2 на основе других микроорганизмов, в частности дрожжей. Среди всех, отличных от Saccharomyces, дрожжей наиболее применяемой гетерологичной системой для производства коммерчески релевантных рекомбинантных белков являются Pichia pastoris. В сравнении с S. cerevisiae, они достигают более высоких уровней экспрессии, а гипергликозилирование у них не столь высоко. Тем не менее, наиважнейшей особенностью Pichia pastoris является то, что они могут использовать метанол в качестве единственного источника углерода и энергии. Таким образом, переключение с глюкозной среды на метанольную индуцирует высокий уровень экспрессии рекомбинантного белка в этом хосте. В Pichia pastoris рекомбинантные белки могут экспрессироваться внутриклеточно, секретируясь в среду или прикрепляясь к клеточной поверхности. Поскольку метилотрофные дрожжи слабо секретируют собственные белки, секреция рекомбинантных белков в межклеточную среду предпочитается внутриклеточной продукции, поскольку представляет собой первый этап очистки рекомбинантного белка.
Известен патент RU 2409671 (МПК C12N 15/00, опубл. 20.01.2011), относящийся к рекомбинантной плазмиде pP10PLC-Bc для экспрессии гена фосфолипазы С PLC-Bc в дрожжах Pichia pastoris и штамму дрожжей Pichia pastoris PLC-Bc-1 ВКПМ Y-3359 - продуценту фосфолипазы С PLC-Bc. Отечественных аналогов на рынке ферментных препаратов фосфолипазы А2 не представлено.
Изобретение по патенту CN 104328095 (МПК A21D 8/04; С11В 3/00; C12N 1/19; C12N 15/55; C12N 15/81; C12N 9/16, опубл. 2015-02-04) относится к созданию ферментного препарата фосфолипазы А2 с наиболее приемлемым рН. Согласно ему, оптимизированную последовательность гена фосфолипазы А2, полученной из S.violaceoruber, клонируют в плазмиду pPIC9K, а затем рекомбинантная плазмида встраивается в хромосому Pichia pastoris.
Дрожжи Pichia pastoris имеют статус безопасных для человека согласно реестру Федерального управления по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами США (GRAS), что позволяет их использовать в качестве продуцентов рекомбинантных ферментов, пригодных для применения в пищевой промышленности.
Задача изобретения - конструирование рекомбинантного штамма Pichia pastoris и плазмиды, кодирующей синтез рекомбинантного белка PhoA2-StV, для получения ферментного препарата фосфолипазы А2 в лабораторных условиях.
Технический результат заключается в расширении арсенала способов получения ферментных препаратов фосфолипазы А2, разработке способа получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с содержанием целевого белка не менее 2 мг/мл.
Технический результат достигается созданием генетической конструкции в виде рекомбинантного вектора pPICZαA-PhoA2-StV и штамма Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV, обеспечивающих индуцируемый синтез с высоким и стабильным выходом рекомбинантной фосфолипазы А2 в культуральную среду. Способ получения рекомбинантной фосфолипазы А2 PhoA2-StV, заключается в культивировании указанного штамма-продуцента в жидкой питательной среде, выделении культуральной жидкости путем осаждения дрожжевых клеток центрифугированием, очистке и концентрировании ферментного препарата.
Ген фосфолипазы А2 SEQ ID No1 получен путем химико-ферментативного синтеза нуклеотидной последовательности, кодирующей фосфолипазу А2 в Streptomyces violaceoruber из GenBank (Sequence ID AY359866.1). Для увеличения экспрессии гена фосфолипазы А2 за счет увеличения эффективности считывания информации с данной мРНК на рибосомах последовательность была оптимизирована по ко донам для Pichia pastoris в онлайн-программе IDT (Integrated DNA Technologies).
Для решения задачи предлагается способ конструирования плазмиды pPICZαA-PhoA2-StV, обеспечивающей синтез фосфолипазы А2 в клетках дрожжей Pichia pastoris. Согласно предложенному способу осуществляют расщепление вектора pPICZαA («Invitrogen») ферментами рестрикции EcoRI SEQ ID No2 и SalI SEQ ID No3, расщепленный вектор лигируют с геном фосфолипазы А2 PhoA2-StV, затем полученной лигазной смесью трансформируют клетки Escherichia coli и отбирают клоны, содержащие рекомбинантную плазмиду pPICZαA-PhoA2-StV. Проводят амплификацию плазмиды pPICZαA-PhoA2-StV в клетках Escherichia coli путем их культивирования в стерильной питательной среде LB с добавлением антибиотиков и выделение плазмиды pPICZαA-PhoA2-StV из клеток Escherichia coli с помощью набора «Plasmid Midiprep».
Экспрессия гена фосфолипазы А2 в составе плазмиды pPICZαA-PhoA2-StV находится под контролем промотора гена АОХ1, содержащего области, обеспечивающие активацию транскрипции в присутствии метанола в культуральной среде, а также область инициации транскрипции. Промотор гена АОХ1 относится к числу наиболее сильных дрожжевых промоторов. Уровень экспрессии генов, находящихся под контролем АОХ1 промотора, эффективно регулируется источниками углерода. Транскрипция гена АОХ1 полностью блокирована при выращивании дрожжей на среде с глюкозой, на среде с глицерином наблюдается только базальный уровень экспрессии гена. Использование метанола в качестве единственного источника углерода значительно усиливает экспрессию гена АОХ1 и, следовательно, генов, находящихся под контролем АОХ1 промотора. Это позволяет регулировать синтез фосфолипазы А2 в клетках дрожжей. Регулируемая экспрессия клонированного гена позволяет существенно снизить метаболическую нагрузку на клетку дрожжей.
В качестве продуцента фосфолипазы А2 предложен штамм Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV. Штамм Pichia pastoris Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV получен при трансформации штамма дрожжей Pichia pastoris Х-33 (Wild Type, «Invitrogen») плазмидой pPICZαA-PhoA2-StV согласно изобретению. Штамм Pichia pastoris Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV зарегистрирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов под номером ВКПМ Y-4333.
Рекомбинантный штамм Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV характеризуется следующими признаками.
Морфологические признаки. Клетки округлой, слегка овальной формы, размером 3-7 мкм, часть клеток имеет на поверхности почки или соединена с дочерними клетками.
Культуральные признаки. Клетки хорошо растут на полной органической среде YPD - дрожжевой экстракт - 1%, пептон - 1%, глюкоза - 2%. Кроме того, клетки хорошо растут на минеральной среде SC: 1,34% Yeast Nitrogen Base («Difco», США), а также на других синтетических средах для дрожжей, содержащих в качестве источника углерода глюкозу (2%) или глицерин (1%). При росте на твердых средах клетки образуют гладкие, круглые колонии с матовой поверхностью, светло-кремового цвета, край неровный. При росте в жидких средах образуют интенсивную ровную суспензию. Культура имеет характерный запах метилотрофных дрожжей.
Физиолого-биохимические признаки. Клетки растут в пределах от 4 до 37°С. Оптимальной температурой выращивания является 30°С. При росте в аэробных условиях клетки незначительно закисляют среду. Оптимум рН для роста составляет 4,5-6,5. В качестве источника углерода клетки могут использовать многие простые соединения, такие как глюкоза, глицерин, метанол. В качестве источника азота клетки могут использовать минеральные соли в аммонийной форме, аминокислоты, мочевину. Клетки способны к аэробному и анаэробному росту.
Устойчивость к антибиотикам. Клетки штамма характеризуются устойчивостью к зеоцину (25 мкг/мл).
Штамм хранится обычным способом в суспензии с глицерином (15%) при -80°С.
В результате трансформации линеаризованной плазмидой и последующей гомологичной рекомбинации происходит встраивание экспрессионной кассеты в хромосому дрожжей Pichia pastoris, что обеспечивает стабильное поддержание клонированного гена фосфолипазы А2.
Заявляемый способ получения рекомбинантной фосфолипазы А2 PhoA2-StV заключается в культивировании клеток штамма Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV в минеральной питательной среде BSM, выделении культуральной жидкости путем отделения биомассы центрифугированием, очистке и концентрировании ферментного препарата. Очистку ферментного препарата осуществляют с помощью ультрафильтрационных мембран с размером пор не менее 100 кДа, концентрирование ферментного препарата проводят также с помощью ультрафильтрационных мембран, но с размером пор не более 10 кДа. Выход рекомбинантной PhoA2 в результате применения описанного способа составляет не менее 0,1 г рекомбинантного белка с 1 л культуральной жидкости.
Рекомбинантный белок PhoA2 имеет молекулярную массу 14 кДа, оптимальную температуру реакции 45-50°С, оптимальный рН=8,5, повышенную активность в присутствии 1 мМ Са2+ в инкубационной среде.
Данные по физико-химической характеристике и определению ферментативной активности рекомбинантной фосфолипазы А2 свидетельствуют о наличии у исследуемого полипептида фосфолипазной активности, присущей его природному аналогу. Рекомбинантная фосфолипаза А2 может быть успешно использована в биотехнологических процессах, проводимых при температурах от 30 до 55°С и рН от 2 до 11, а также как модель для изучения молекулярных механизмов рН-устойчивости.
Существенными преимуществом заявляемого способа являются:
- использование гена, оптимизированного для экспрессии в Pichia pastoris;
- использование рекомбинантного штамма, что позволяет получать при биосинтезе большое количество высокоактивной рекомбинантной PhoA2;
- использование упрощенной схемы очистки и концентрирования рекомбинантного белка PhoA2-StV, что позволяет обеспечить невысокую себестоимость готового ферментного препарата.
Фиг. 1 Карта плазмиды pPICZαA-PhoA2-StV.
Фиг. 2 Электрофореграмма белков культуральной жидкости штамма-продуцента Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV. М - белковый маркер, 1-10 - культуральная жидкость трансформантов Pichia pastoris Х-33 (9 - культуральная жидкость штамма-продуцента Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV).
Способ получения функционально активного белка на основе использования гена, кодирующего фосфолипазу бактерии Streptomyces violaceoruber иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Конструирование плазмиды pPICZαA-PhoA2-StV.
Ген фосфолипазы А2 был получен путем химико-ферментативного синтеза нуклеотидной последовательности, кодирующей фосфолипазу А2 в Streptomyces violaceoruber, полученной из открытых баз данных.
Наработку фрагмента ДНК, содержащего полноразмерный ген PhoA2-StV, получают при помощи полимеразной цепной реакции с использованием в качестве матрицы плазмиды, содержащей синтезированный ген PhoA2-StV SEC ID No 1, и праймеры PhoA2 EcoRI for SEC ID No4 и PhoA2 Sail rev mut SEC ID No5.
Реакцию амплификации гена PhoA2 проводят с набором реагентов Accu-Prime Pfx polymerase, используя в качестве матрицы плазмиду с геном PhoA2 (50 нг) с помощью праймеров PhoA2 EcoRI for и PhoA2 Sail rev mut. Процесс амплификации состоит из 15 циклов со следующими параметрами: денатурация 95°С - 20 сек, отжиг 60°С - 20 сек, элонгация 68°С - 30 сек.
После амплификации очищеный фрагмент ДНК обрабатывают рестриктазами EcoRI и Sail, чистят на стекловолоконных фильтрах и клонируют в вектор pPICZαA, обработанный теми же рестриктазами.
Полученной лигазной смесью трансформируют компетентные клетки Е. coli XL 10 Gold. Выделенные из клонов плазмиды анализируются на присутствие вставки картированием; отсутствие мутаций подтверждается секвенированием.
Пример 2. Получение штамма Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV, трансформированного плазмидой pPICZαA-PhoA2-StV, несущей ген фосфолипазы А2.
Штамм-продуцент получают путем трансформации химически компетентных клеток штамма Pichia pastoris Х-33 с помощью электропорации рекомбинантной плазмидой pPICZαA-PhoA2-StV.
Суспензию компетентных клеток Pichia pastoris Х-33 в количестве 40 мкл помещают в охлажденные эппендорфы. Добавляют к компетентным клеткам 5-20 мкг линеаризованной плазмиды pPICZαA-PhoA2-StV и осторожно перемешивают. Помещают эппендорфы в ледяную баню на 5 мин. Переносят смесь в охлажденную стерильную кювету для электропоратора с шириной зазора 2 мм. Электропорацию клеток проводят в режиме Fungi -> Pic. После проведения трансформации в кюветы вносят 1 мл 1 М ледяного сорбита. Переносят смесь в стерильную пробирку с 1 мл среды YPD и инкубируют при 30°С в течение 1-3 часов.
Аликвоты трансформированных клеток Pichia pastoris Х-33 100 и/или 200 мкл пересевают на твердую питательную среду YPD с антибиотиком зеоцином в концентрации 100 мкг/мл и инкубируют в термостате на +30°С в течение 48-72 ч.
Проросшие колонии трансформированных клеток Pichia pastoris Х-33 пересевают в культуральные планшеты, содержащие по 2 мл среды YPG: дрожжевой экстракт-1%, пептон - 1%, глицерин - 0,5%. В засеянные культуральные планшеты в стерильных условиях необходимо вносить по 1% метанола от объема питательной среды в каждую засеянную лунку каждые 24 часа с момента засева. Планшеты размещают в шейкере-инкубаторе и устанавливают следующие условия: скорость перемешивания - 250 об/мин, температурный режим - 30°С, продолжительность культивирования - 72 ч.
Для определения продуктивности штамма культуральную жидкость из планшетов, отделенную от биомассы, анализируют электрофорезом в 15% полиакриламидном геле. Гель окрашивают Кумасси R-250 по стандартной методике и определяют относительное количество белка в полосе целевого продукта. Содержание рекомбинантного белка в культуральной жидкости составляет не менее 50% от всех белков (Фиг. 2).
Как следует из приведенных примеров, заявляемое изобретение позволяет получать с помощью штамма-продуцента Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV активную рекомбинантную фосфолипазу А2, секретируемую в питательную среду.
Пример 3. Культивирование штамма Pichia pastoris Х-33/ pPICZαA-PhoA2-StV в 5 - литровом ферментере, отделение биомассы, очистка и концентрирование ферментного препарата.
Штамм-продуцент рекомбинантной фосфолипазы А2 культивируют в 5 л ферментере марки Inforce. Объем среды в ферментере - 2 л, температура во время культивирования 30°С, рН=6,0, концентрация растворенного кислорода - не менее 20%, скорость перемешивания - 900-1100 об/мин.
Инокулят в объеме 200 мл выращивают в конических колбах на 500 мл, заполненных на 100 мл питательной средой YPG с дрожжевым экстрактом -1%, пептоном - 1%, глицерином - 2%, в течение 24 ч при 30°С на орбитальной качалке с числом оборотом 250 в минуту. Инокулят вносят в ферментер, его объем составляет 10% от объема питательной среды в ферментере. Питательная среда в ферментере имеет следующий состав на 1 литр: 178 г NaH2PO4*12H2O, 0,9 г CaSO4, 18,2 г K2SO4, 14,9 г MgSO4*7H2O (стерилизуют отдельно), 4,1 г KOH, 40 г глицерина, 6 г мочевины, 41,3 г лимонной кислоты. Раствор микроэлементов (РТМ) готовят растворением в 100 мл 0,38 г CuSO4, 0,008 г NaI, 0,46 г MnSO4*7H2O, 0,023 г Na2MoO4*2H2O, 0,002 г борной кислоты, 0,092 г CoCl2*7H2O, 4,72 г ZnSO4*7H2O, 6,5 г FeSO4*7H2O, 0,5 г серной кислоты, 0,02 биотина.
Для наращивания биомассы до высоких плотностей используют подпиточный раствор, содержащий 88 мл глицерина и 2,7 мл раствора РТМ. Каждые 2 часа вносится по 37 мл подпиточного раствора. Всего внесение осуществляется 6 раз.
Через 20 часов с момента начала ферментации вносится каждый час по 8 мл заранее подготовленного индукционного раствора, состоящего из 6,7 мл стерильного раствора РТМ и 553,3 мл метанола. Через 24 часа с момента начала ферментации температуру проведения процесса снижают до 20°С. Через 95 часов с момента начала ферментации прекращают подачу индуктора и прекращают ферментацию.
После 95 часов от начала индукции клеточную массу отделяют центрифугированием. Белковый состав образцов культуральной жидкости после внесения индуктора в среду анализировался с помощью электрофореза в 10% полиакриламидном геле (Фиг. 2). Электрофорез Проводят в следующих условиях: 200 V, 50 mA, 25 W.
Отделенную от биомассы культуральную жидкость для отделения раствора целевого белка фосфолипазы А2 от высокомолекулярных примесей отправляют на ультрафильтрацию на мембранном фильтре с размером пор 100 кДа. Полученный фильтрат, содержащий целевой белок фосфолипазы А2 для отделения низкомолекулярных примесей и концентрирования отправляют на ультрафильтрацию на мембранном фильтре с размером пор 5 кДа. Содержание целевого белка в готовом ферментном препарате - не менее 10000 ед/мл.
Как следует из приведенных примеров, заявляемое изобретение позволяет получать активную рекомбинантную фосфолипазу при использовании относительно простых и надежных технологий культивирования клеток штамма- продуцента и выделения, а также ферментный препарат на ее основе в течение 20 часов, включая этап очистки и концентрирования ферментного препарата.
Перечень последовательностей
Оптимизированная нуклеотидная последовательность гена фосфолипазы А2 из Streptomyces violaceoruber
Figure 00000001
Ферменты рестрикции
Figure 00000002
Figure 00000003
Праймеры
Figure 00000004
Figure 00000005

Claims (5)

1. Плазмида pPICZαA-PhoA2-StV, определяющая синтез фосфолипазы А2, имеющая размер 3862 п.н. и содержащая синтезированный ген фософлипазы PhoA2-StV SEQ ID No 1 и праймеры: прямой PhoA2 EcoRI for SEQ ID No 4, специфичный по отношению к N-концевой последовательности PhoA2, и обратный SalI rev mut SEQ ID No 5, специфичный по отношению к С-концевой последовательности PhoA2.
2. Штамм дрожжей Pichia pastoris Х-33, трансформированный плазмидой по п.1, депонированный во Всесоюзной коллекции микроорганизмов под номером ВКПМ Y-4333 - индуцибельный продуцент рекомбинантного белка, включающего аминокислотную последовательность фосфолипазы PhoA2-StV.
3. Способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2, заключающийся в культивировании штамма по п.2 в минеральной питательной среде, выделении культуральной жидкости центрифугированием биомассы, очистке и концентрировании ферментного препарата.
4. Способ по п.3, характеризующийся тем, что очистка ферментного препарата осуществляется ультрафильтрацией на мембранном фильтре с размером пор не менее 100 кДа.
5. Способ по п.3, характеризующийся тем, что концентрирование ферментного препарата осуществляется ультрафильтрацией на мембранном фильтре с размером пор не более 10 кДа.
RU2018108650A 2018-03-07 2018-03-07 Способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с применением рекомбинантного штамма-продуцента Pichia pastoris X-33/ pPICZαA-PhoA2-StV RU2676321C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108650A RU2676321C1 (ru) 2018-03-07 2018-03-07 Способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с применением рекомбинантного штамма-продуцента Pichia pastoris X-33/ pPICZαA-PhoA2-StV

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108650A RU2676321C1 (ru) 2018-03-07 2018-03-07 Способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с применением рекомбинантного штамма-продуцента Pichia pastoris X-33/ pPICZαA-PhoA2-StV

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2676321C1 true RU2676321C1 (ru) 2018-12-27

Family

ID=64753702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108650A RU2676321C1 (ru) 2018-03-07 2018-03-07 Способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с применением рекомбинантного штамма-продуцента Pichia pastoris X-33/ pPICZαA-PhoA2-StV

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2676321C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746563C1 (ru) * 2019-12-27 2021-04-15 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) Способ очистки рекомбинантного ферментного препарата фосфолипазы А2 из штамма продуцента Pichia pastoris
RU2746817C1 (ru) * 2020-06-10 2021-04-21 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационный центр "Бирюч-новые технологии" Способ получения штамма-продуцента фосфолипазы А2 Komagataella phaffii (Pichia pastoris) YIB Δleu2_PLA2S
RU2766448C2 (ru) * 2019-12-27 2022-03-15 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) Получение гена фосфолипазы А2 с измененным оптимумом рН путем удаления сайтов гликозилирования

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080044425A1 (en) * 2000-09-19 2008-02-21 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Polypeptides having phospholipase a2 activity
RU2409671C1 (ru) * 2009-07-10 2011-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП ГосНИИгенетика) Рекомбинантная плазмида для экспрессии в дрожжах pichia pastoris гена фосфолипазы, штамм дрожжей pichia pastoris - продуцент фосфолипазы
RU2567659C2 (ru) * 2009-10-28 2015-11-10 Аб Энзимс Гмбх Клонирование, экспрессия и применение кислых фосфолипаз

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080044425A1 (en) * 2000-09-19 2008-02-21 Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. Polypeptides having phospholipase a2 activity
RU2409671C1 (ru) * 2009-07-10 2011-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП ГосНИИгенетика) Рекомбинантная плазмида для экспрессии в дрожжах pichia pastoris гена фосфолипазы, штамм дрожжей pichia pastoris - продуцент фосфолипазы
RU2567659C2 (ru) * 2009-10-28 2015-11-10 Аб Энзимс Гмбх Клонирование, экспрессия и применение кислых фосфолипаз

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AIXIA LIU et al., Streptomyces violaceoruber Phospholipase A2: Expression in Pichia pastoris, Properties, and Application in Oil Degumming, Applied Biochemistry and Biotechnology Vol. 175, Issue 6, pp. 3195-3206, 2015. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746563C1 (ru) * 2019-12-27 2021-04-15 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) Способ очистки рекомбинантного ферментного препарата фосфолипазы А2 из штамма продуцента Pichia pastoris
RU2766448C2 (ru) * 2019-12-27 2022-03-15 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) Получение гена фосфолипазы А2 с измененным оптимумом рН путем удаления сайтов гликозилирования
RU2746817C1 (ru) * 2020-06-10 2021-04-21 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационный центр "Бирюч-новые технологии" Способ получения штамма-продуцента фосфолипазы А2 Komagataella phaffii (Pichia pastoris) YIB Δleu2_PLA2S

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhong et al. Secretion, purification, and characterization of a recombinant Aspergillus oryzae tannase in Pichia pastoris
JP7261815B2 (ja) ネルボン酸を生産する組換え酵母菌株およびその使用
KR101952469B1 (ko) 변경된 점성 표현형을 갖는 사상균
RU2676321C1 (ru) Способ получения ферментного препарата фосфолипазы А2 с применением рекомбинантного штамма-продуцента Pichia pastoris X-33/ pPICZαA-PhoA2-StV
JP2002514049A (ja) ピヒア・メタノリカの栄養要求性突然変異体の製造
Böer et al. Large-scale production of tannase using the yeast Arxula adeninivorans
CN1230997A (zh) 甲醇毕赤酵母的转化
US9926540B2 (en) Myrmecia incisa reisigl diacylglycerol acyltransferase gene sequence and use thereof
CN109957520B (zh) 外源基因表达用毕赤酵母菌株
KR101567308B1 (ko) 미세조류의 바이오매스와 지질 생산성을 증가시키기 위한 재조합 벡터 및 이의 용도
JP4526638B2 (ja) タンパク質の高発現システム
CN116970067A (zh) 一种提高人血清白蛋白重组表达水平的策略
US20230039558A1 (en) Chloroplast or accumulated lipid particle enriched with an oil-body protein fusion polypeptide and method for producing the same in algae
RU2746817C1 (ru) Способ получения штамма-продуцента фосфолипазы А2 Komagataella phaffii (Pichia pastoris) YIB Δleu2_PLA2S
CN114262695A (zh) 一种生产cbga前体的酿酒酵母工程菌及其构建方法和应用
US20200172948A1 (en) Recombinant polypeptide enriched algal chloroplasts, methods for producing the same and uses thereof
CN101928723B (zh) 一种新的载脂蛋白a-ⅱ的制备
CN113005110B (zh) 一种太瑞斯梭孢壳霉磷脂酶c及其编码基因与应用
RU2805486C1 (ru) Трансформант Komagataella phaffii - продуцент рекомбинантного химозина в активной форме
RU2779307C2 (ru) Способ микробиологического синтеза прохимозина быка с использованием рекомбинантного штамма Pichia pastoris, содержащего синтетический ген варианта препрохимозина с модифицированной сигнальной последовательностью секреции
Simatupang et al. Lipolytic activity of Itb1. 1 and Lk3 thermostable lipases expressed in Escherichia coli and Pichia pastoris
RU2306333C2 (ru) ШТАММ ДРОЖЖЕЙ Pichia pastoris Х-33/2albumin ДЛЯ СЕКРЕЦИИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО АЛЬБУМИНА
KR102202504B1 (ko) 포스포리파제 a1을 생산하는 슈도모나스 플루오레슨스 변이 균주 및 이의 용도
CN101928721B (zh) 一种新的载脂蛋白c-ⅰ的制备
CN109517815B (zh) 一种提高发酵罐制备酿酒酵母细胞表面展示α-半乳糖苷酶表达量的新方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210308