酸性β-半乳糖苷酶基因改造实现酵母高效分泌表达

本文主要探讨了酸性β-半乳糖苷酶基因在基因工程领域的优化表达研究。作者冷春玲针对辽东学院农学院的研究，采用了酵母偏好密码子来设计并合成了一种酸性β-半乳糖苷酶基因。这个选择基于提高基因在毕赤酵母中的表达效率，因为酵母偏好密码子更易于在酵母细胞内翻译，从而减少翻译错误和提高蛋白质生产。 原始的基因密码子适应指数(CAI)仅为0.61，经过优化后，这一指标提升到了0.85，显著提高了基因的表达兼容性。为了增强表达产物的特性，研究者在基因的5'端添加了编码α信号肽序列，这是一种引导蛋白质定向分泌到胞外的序列。同时，3'端融合了6个组氨酸标签序列，便于后续的纯化工作。在酶分子结构中，还插入了编码kex2和Ste13裂解信号序列，这有助于调控酶的成熟和分泌过程。 将优化后的基因克隆到pPICZα-A表达载体中，构建成了分泌型重组酵母表达载体pPICZα-β-Gal。借助醇氧化酶(AOX1)启动子的调控，酸性β-半乳糖苷酶在毕赤酵母中得到了高效分泌表达，表达量达到了508毫克/升，相比于优化前提高了整整3倍。这样的高表达水平对于潜在的工业应用具有重要意义，特别是对于乳糖不耐受的治疗，因为这种酶在酸性环境下表现出良好的稳定性，活性与天然酶相当。 这项研究不仅提升了酸性β-半乳糖苷酶的表达效率，还优化了其分泌机制，使得这种酶在实际应用中更具优势。通过酵母作为表达系统，以及密码子优化策略，研究人员成功地实现了酶性能的商业化潜力，对于生物技术领域尤其是食品工业和药物制造具有积极的影响。