不同启动子及锚定蛋白对酿酒酵母表面展示β-葡萄糖苷酶活性的影响

作者：周红; 张阳; 宋育阳; 李莹; 杜青; 张会宁; 刘延琳^*

来源：农业生物技术学报, 2020, 28(10): 1849-1861.

• 酵母表面展示
• 锚定蛋白
• 启动子
• β-葡萄糖苷酶

β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase, BGL)常作为限速酶在生物能源以及食品领域起着重要作用,本研究通过酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)表面展示系统中的启动子和锚定蛋白的筛选来提高BGL的酶活。从高拷贝质粒p YES2/CT/α-factor出发,GFP作为报告蛋白,来源于黑曲霉(Aspergillus niger)的BGL作为目标蛋白,构建3种锚定蛋白(α-凝集素蛋白(mating agglutinin protein, Sag1p),抑制指数缺陷蛋白(suppression of exponential defect protein, Sed1p)和细胞壁蛋白2 (cell wall protein 2, Cwp2p))表面展示GFP的重组酵母和两种启动子(抑制指数缺陷蛋白的启动子(promoter of suppression of exponential defect protein, SED1)和3-磷酸甘油脱氢酶的启动子(promoter of glycerol 3-phosphate dehydrogenase, GPD)和GPD))与3种锚定蛋白(Sag1p, Sed1p和Cwp2p)组合配对表面展示BGL的重组酵母,探究不同启动子和锚定蛋白对酿酒酵母表面展示BGL活性的影响。利用激光共聚焦显微镜观察绿色荧光蛋白发现成功搭建酿酒酵母表面展示平台;成功构建了6株由两种启动子SED1和GPD以及3种锚定蛋白Sag1p、Sed1p和Cwp2p组合搭配的表面展示BGL的重组酵母。结果表明,在6株重组酵母中,GPD启动子比SED1启动子的效果更好;对两种启动子而言,在3种锚定蛋白(Sag1p, Sed1p, Cwp2p)中,Sag1p展示的酶活最高;GPD启动子与Sag1p锚定蛋白组合表面展示BGL的重组酵母PBy-GBSa的酶活最高,最高酶活为(18.29±1.05) U/g。结果表明不同启动子及锚定蛋白对酿酒酵母表面展示BGL有重要影响。本研究为以后酿酒酵母更加高效稳定地表面展示BGL提供理论指导,为实现BGL全细胞催化剂工业化应用提供理论基础。

• 单位
  茅台学院; 西北农林科技大学; 扬州中瑞酒店职业学院