甲醇酵母表达外源蛋白的一般步骤
甲醇酵母表达外源蛋白的一般步骤
在甲醇酵母中表达蛋白的步骤比大肠杆菌复杂得多。首先要考虑选用什么载体。一般人们趋向于使用分泌表达载体,以便于蛋白的纯化。但有的蛋白并不适合于分泌表达,如一些胞质蛋白,非糖基化蛋白等。此外分泌表达的蛋白信号肽存在一个效率问题。有的蛋白即使存在信号肽,也不能分泌。并且有的分泌蛋白较易受到蛋白酶的降解。所有这些因素都需综合考虑。
1.克隆
选用合适的内切酶把外源基因克隆于表达载体的多克隆位点。如果选用的是分泌型表达载体,则外源基因的阅读框架和信号肽的阅读框架应该保持一致。
2.重组栽体线性化
重组载体只有被酶切线性化整合效率才能大大提高,环状质粒整合效率是很低的。选用不同的内切酶线性化可得到不同的转化子。如对载体pPC19选用BgiⅡ线性化,转化后可得到Muts表型转化子;选用SaI或StuI线性化,转化后可得到Mut+表型转化子。
3.转化
选用上述四种方法中的一种转化。一般选用原生质球或电击法。
酵母的高效转化
1.接种5ml液体YPAD或10ml SC,30℃下振荡培养过夜。
2.计数过夜培养物细胞密度,以最终5×106个/ml的细胞密度接种50ml YPAD培养液。
3.置30℃,200r/min振荡培养至2×107个细胞/ml,通常需要3~5小时,该培养物的细胞足够供十次转化用。
4.用50ml无菌离心管以3000g(2500r/min)离心5分钟,收获细胞。
5.弃培养液,把细胞悬浮在25ml无菌水中,再同上离心。
6.弃水,把细胞悬浮在1ml的100mmol/L醋酸锂中,转悬浮物到一个无菌1.5ml离心管。
7.高速离心5秒钟沉淀细胞,用微量移液器吸出醋酸锂。
8.悬浮细胞到最终500μl体积其中大约含400μl的100mmol/L醋酸锂。
9.将1ml单链载体DNA样品煮沸5分钟,快速在冰水中冷却。
10.振荡细胞悬浮液,取50μl样品加到标记的离心管中,离心沉淀细胞,用微量取样器除去醋酸锂。
11.基本“转化混合液”由下列成分组成,小心按下列顺序如下:
240μl PEG(50% w/v)
36μl 1.0mol/L 醋酸锂
25μl 单链载体DNA(2.0mg/ml)
50μl 水和质粒DNA(0.1~10μg)
12.剧烈振荡每个反应管每个反应管直到细胞完全混匀,通常需要1分钟左右。
13.置30℃保温30分钟。
14.置42℃水浴中热激20~25分钟。
15.以6000~8000r/min离心15秒,用微量移液器除去转化混合液。
16.吸0.2~1.0ml无菌水加到每个反应管中,用移液器上下轻轻抽提以悬浮沉淀。
17.用等份的200μl转化混合液涂选择平板。
4.筛选
转化子可先在不含组氨酸的培养基上初筛。复筛可用PCR进行。即提取转化子DNA,用外 源基因两侧特异引物扩增筛选。然而,这只限于少量转化子转化子。太多则工作量太大。对于大量转化子的筛选,可用原位点杂交进行。即把相同量的不同转化子点在NC膜上,在原位对酵母细胞壁进行裂解,使之释放DNA。DNA经变性、中和后,可和由外源基因制备的探针杂交。用这种方法,在一张Nc膜上,可完成对几百个转化子的筛选。用原位点杂交不仅可以筛选大量转化子,而且可以鉴定多拷贝。这是因为当点到NC膜上的菌量相同时,转化子中外源基因拷贝数越多,则杂交后信号越强。
5.鉴定表型
筛选出的转化子需鉴定表型,即确定是Mut+还是Muts。这两种不同表型在诱导表达的条件上有差异。可以把转化子同时点在MD和MM两块板上。在MD和MM板上生长差别不大的转化子为Mut+;相反,在MD上生长快,MM上生长很慢的转化子为Mutd。
6.诱导表达
外源蛋白在甲醇酵母中的表达分两步,即菌体生长和蛋白诱导表达。先在以甘油为碳源的培养基上培养菌体,达到一定OD值后,离心弃上清,菌体悬浮于以甲醇为碳源的培养基中诱导表达。每隔24小时加一次甲醇,以弥补甲醇的损失。表达的条件有待优化,如通气状况,pH值,培养基的组成等等。一旦最佳条件确定,则可以按比例放大。从摇瓶培养转至大规模发酵。
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