第七章 酵母基因工程.ppt

生物工程专业核心课程
基因工程
华东理工大学张惠展
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基因工程
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基因工程的基本概念
基因工程的基本原理
基因工程所需的基本条件
基因工程的操作过程
目的基因的克隆与基因文库的构建
大肠杆菌基因工程
酵母基因工程
哺乳动物基因工程
高等植物基因工程
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E 酵母菌的表达系统
7 酵母基因工程
C 酵母菌的载体系统
B 酵母菌的宿主系统
A 酵母菌作为表达外源基因受体菌的特征
F 利用重组酵母生产乙肝疫苗
D 酵母菌的转化系统
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A 酵母菌作为表达外源基因受体菌的特征
7 酵母基因工程
酵母菌的分类学特征
酵母菌(Yeast)是一群以芽殖或裂殖方式进行无性繁殖的单细
胞真核生物,分属于子囊菌纲(子囊酵母菌)、担子菌纲(担子酵母
菌)、半知菌类(半知酵母菌),共由56个属和500多个种组成。如
果说大肠杆菌是外源基因最成熟的原核生物表达系统,则酵母菌是最
成熟的真核生物表达系统。
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A 酵母菌作为表达外源基因受体菌的特征
7 酵母基因工程
酵母菌表达外源基因的优势
全基因组测序,基因表达调控机理比较清楚,遗传操作简便
能将外源基因表达产物分泌至培养基中
具有原核细菌无法比拟的真核蛋白翻译后加工系统
大规模发酵历史悠久、技术成熟、工艺简单、成本低廉
不含有特异性的病毒、不产内***,美国FDA认定为安全的
基因工程受体系统(Generally Recognized As Safe GRAS)
酵母菌是最简单的真核模式生物
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B 酵母菌的宿主系统
7 酵母基因工程
提高重组蛋白表达产率的突变宿主菌
抑制超糖基化作用的突变宿主菌
减少泛素依赖型蛋白降解作用的突变宿主菌
广泛用于外源基因表达的酵母宿主菌
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广泛用于外源基因表达的酵母宿主菌
目前已广泛用于外源基因表达和研究的酵母菌包括:
酵母属如酿酒酵母(haromyces cerevisiae)
克鲁维酵母属如乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)
毕赤酵母属如巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)
裂殖酵母属如非洲酒裂殖酵母(haromyces pombe)
汉逊酵母属如多态汉逊酵母(Hansenula polymorpha)
其中酿酒酵母的遗传学和分子生物学研究最为详尽,但巴斯德毕赤酵母
表达外源基因最理想。
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提高重组蛋白表达产率的突变宿主菌
能导致酿酒酵母中重组蛋白产量提高或质量改善的突变类型
ssc1 改善重组蛋白分泌钙离子依赖型的ATP酶
ssc2 提高重组蛋白表达转录后加工
rgr1 提高重组蛋白表达转录水平
ose1 提高重组蛋白表达转录水平
ssc11 改善重组蛋白分泌羧肽酶Y
rho- 提高重组蛋白表达转录水平
突变类型
生物效应
作用位点
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抑制超糖基化作用的突变宿主菌
能抑制超糖基化的突变类型
mnn 甘露糖生物合成缺陷型
alg 天门冬酰***侧链糖基化缺陷型
och 外侧糖链添加缺陷型
突变类型
生物效应
许多真核生物的蛋白质在其天门冬酰***侧链上接有寡糖基团,
它们常常影响蛋白质的生物活性。整个糖单位由糖基核心和外侧糖
链两部分组成。
酵母菌普遍拥有蛋白
质的糖基化系统,但野生
型酿酒酵母对异源蛋白的
糖基化反应很难控制,呈
超糖基化倾向,因此超糖
基化缺陷株非常重要。
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减少泛素依赖型蛋白降解作用的突变宿主菌
泛素介导的蛋白质降解作用
蛋白酶体
Lys
HOOC
Ubiquitin 76 aa
ubiquitin l