酿酒酵母表面展示表达系统及其应用

中国生物工程杂志, 2008, 28(12): 116-122 酿酒酵母表面展示表达系统及其应用 郭勤 张伟 (1 浙江大学生物系统工程与食品科学学院 阮辉 h 何国庆 杭州 2 温州医学院温州）摘要酵母细胞表面展示表达系统是一种用于固定化表达异源蛋白的真核展示系统，即将异源目的蛋白的基因序列与特定的载体基因序列融合，然后导入酵母细胞，利用酿酒酵母的细胞内蛋白易位到膜表面（GPI 锚定）的机制使目标蛋白能够在酵母细胞表面定位和表达。 它利用细胞表面展示技术，将外源蛋白固定在细胞表面，从而产生微生物细胞表面蛋白，可应用于生物催化剂、细胞吸附剂、活疫苗、环境治理、蛋白库筛选、高亲和抗体、生物传感器、抗原/抗体库构建、免疫检测与亲和纯化、肿瘤诊断等领域。 主要介绍了该技术的基本原理、研究现状、应用及发展前景。 关键词 酿酒酵母细胞表面展示与表达 凝集素絮凝素 CLC编号Q819 酿酒酵母细胞壁厚约200nm，主要由外层的甘露糖蛋白和内层的葡聚糖骨架组成酵母菌酿酒原理，两者通过共价键连接。

外层的甘露糖蛋白有两种，一种是低分子蛋白，通过非共价键与酵母细胞壁松散连接，可以被sDs提取； 1, 3 a和B_1, 6. 葡聚糖层后sDs可提取的高分子量蛋白有, , sedlp, cwp1p, cwp2p, Tip1p, Tir1p, sl1)1p等，后者居多结构包含 GPI 锚定域...... GPI 锚定区域和细胞蛋白 C。末端共价连接以提供蛋白质和细胞膜之间的稳定连接。 GPI 锚定蛋白的 C 端含有疏水性多肽。 细胞蛋白合成时，前体蛋白通过羧基末端的疏水序列锚定在内质网膜上，其余蛋白位于内质网腔内。 在很短的时间内，疏水序列在转酰胺酶的作用下在∞位点被切割，同时被GPI锚取代，然后蛋白质被运送到高尔基体，然后通过分泌途径。 在蛋白水解酶的作用下，分泌信号序列被切除，细胞蛋白通过从细胞膜释放出来，以GPT锚的形式与葡聚糖共价连接，转运出细胞壁。 GPI存在于许多真核质膜蛋白中，其结构高度保守。

酵母 GPI 锚定核心结构与其他真核生物相似，但脂质组成不同。 收稿日期：2oo8 7 3 修订日期：国家“863”计划（ ）资助项目日 通讯作者，E-mail：@yah00。 c0米。 cn, gqhe@u． edu． cn酵母细胞表面展示表达系统是一种用于固定化表达异源蛋白的真核展示系统，即将异源目的蛋白基因序列（外源蛋白）与特定的载体基因序列（也称定位序列）融合后，在人类宿主细胞中，酿酒酵母细胞内蛋白质转运至膜表面（GPI 锚定）的机制使目标蛋白质能够在酵母细胞表面表达和定位。 外源蛋白与载体蛋白序列的融合方式有c端融合、N端融合和插入融合。 N端融合适用于载体蛋白c端的定位区域； c端融合适用于载体蛋白N端的定位区域； 插入融合适用于融合位点在载体蛋白的中间区域。 与噬菌体和大肠杆菌细胞表面展示技术相比，酿酒酵母细胞表面展示表达系统具有与哺乳动物相似的糖基化、蛋白质翻译后折叠和分泌机制等优点，一个酵母细胞可以展示和表达约10种凝集素蛋白。更有利于高效表达具有生物活性的复杂蛋白。

1 酵母细胞表面展示表达系统的组成 1.1 载体 一个成功的表达载体应满足四个条件： (1) 具有信号肽序列，使表达的融合蛋白能够分泌到细胞外； (2) 具有牢固的融合蛋白定位结构，将融合蛋白固定在细胞表面酵母菌酿酒原理，不会脱落； (3)与外源蛋白融合后，载体蛋白的定位特性和外源蛋白的生物学活性不会发生变化； (4) 能在宿主菌中稳定存在，不会被细胞壁膜和培养基质疑