安徽酶定向进化技术服务临床前研究

汉逊酵母表达系统是一种新型的酵母菌表达平台，它具有高密度培养和高效表达外源蛋白的能力。在临床前研究中，汉逊酵母被用于表达瘤病毒（HPV）病毒样颗粒（VLPs），这为开发HPV疫苗提供了一种有希望的策略。HPVB19是一种高度传染性的病毒，对免疫功能低下者和胎儿可能造成严重后果。目前，尚无针对HPVB19的批准疫苗或抗病毒药物，因此开发有效的疫苗显得尤为重要。汉逊酵母表达的VLPs，特别是VP1与VP2共组装的VLP(VP1/VP2VLP)，可能成为HPVB19疫苗开发的候选免疫原。在一项研究中，汉逊酵母成功表达了HPV68bL1蛋白，并形成了VLPs。这些VLPs在小鼠模型中显示出良好的免疫原性，能够诱导产生较高滴度的中和抗体，并且对HPV68a型也表现出一定的交叉保护作用。这表明汉逊酵母表达的HPV68bVLPs可能作为多价HPV疫苗的组分，用于疫苗生产。汉逊酵母表达系统还提供了一整套从表达载体构建到产业化发酵和蛋白纯化的通用技术平台，适合不同规模的企业使用。在HPV68bL1蛋白的VLPs研究中，通过高密度发酵和系列纯化步骤，获得了纯度超过95%的VLPs，这些VLPs在形态上与天然病毒颗粒相似，并通过假病毒体外中和试验证明了其免疫学效果。有研究者反映pCas/pTargetF在某些大肠杆菌菌株如BL21(DE3)中编辑不理想，体现为无法获得转化子。安徽酶定向进化技术服务临床前研究

酵母表达高通量筛选技术在药物发现中的具体应用主要体现在以下几个方面：1.**蛋白质工程和药物筛选**：酵母表面展示（YSD）技术是生物技术中的重要工具，它通过将基因型与表型联系起来，用于蛋白质工程和高通量筛选，特别是在生物药物发现和诊断领域中克服YSD挑战的创新方法。2.**开发新型表达系统**：通过合成生物学技术，研究人员设计并开发了新型的酵母表达系统，如华东理工大学蔡孟浩课题组开发的可响应用户自定义信号的高效毕赤酵母蛋白表达平台，这一平台通过简单地“插拔”已知或筛选得到的低强度启动子，实现对特定信号的严谨调控和高效响应。3.**疫苗开发**：酵母表达系统被用于病毒样颗粒（VLPs）疫苗的开发，这些VLPs因其高安全性和免疫原性，成为疫苗开发中的重要平台。例如，上市的VLPs疫苗Gardasil（佳达修）就是通过在酵母中表达HPV的主要衣壳蛋白L1并自组装成VLPs。4.**药物递送系统**：VLPs由于其内部空腔，可作为药物递送载体，酵母表达系统在这一领域的应用为药物发现提供了新的策略。天津大肠杆菌表达病毒样颗粒技术服务研发构建sgRNA质粒采用无缝克隆的方法，我平常采用的是Gibson连接。

酵母表达高通量筛选技术在药物发现中相比其他表达系统具有一些独特的优势和局限性。**优势：**1.**真核表达系统**：酵母作为真核生物，能够进行复杂的蛋白质折叠和翻译后修饰，如糖基化，这使得其表达的蛋白质更接近天然形式，有助于药物的活性和稳定性。2.**高通量筛选能力**：通过液滴微流控技术，可以实现单细胞水平的高通量筛选，快速从大量突变体中筛选出表达量高的菌株，提高筛选效率。3.**成本效益**：与传统的微孔板筛选方法相比，液滴微流控筛选技术可以降低试剂成本，实现更经济的筛选过程。4.**易于操作和培养**：酵母细胞易于在实验室条件下培养，且培养条件相对简单，有助于药物发现过程中的规模化生产。**局限性：**1.**表达量问题**：尽管酵母系统在表达外源蛋白方面具有优势，但对于一些蛋白质，其表达量可能仍然低于某些原核系统，如大肠杆菌。2.**遗传操作复杂性**：与原核生物相比，酵母的遗传操作更为复杂，可能需要更多的时间和技巧来进行基因编辑和表达载体的构建。3.**糖基化模式差异**：酵母的糖基化模式与哺乳动物细胞存在差异，这可能影响蛋白质的生物学功能和免疫原性，对于某些药物开发来说可能是一个挑战。

除了CRISPR-Cas9技术，还有其他几种基因编辑技术可以用于金黄色葡萄球菌的研究：1.**单碱基编辑技术**：这是一种新型的基因编辑技术，可以在不切割DNA双链的情况下实现基因的定点突变。季泉江教授课题组与中国科学院北京基因组所韩大力研究员课题组合作，在金黄色葡萄球菌中建立了单碱基编辑技术，通过融合失活的Cas9蛋白（Cas9D10A）和胞嘧啶脱氨酶（APOBEC1），实现了高效单碱基编辑，有助于研究耐药机制和开发新型手段。2.**同源重组（HR）修复技术**：在某些细菌中，可以通过同源重组机制对CRISPR-Cas9系统产生的双链DNA断裂进行修复，实现基因的精确编辑。例如，在谷氨酸棒杆菌中，利用CRISPR/Cas9技术结合同源重组修复模板，实现了高效的基因缺失和点突变。3.**非同源末端连接（NHEJ）相关蛋白共表达**：通过共表达Cas9蛋白和NHEJ相关蛋白，如连接酶LigD，可以在链霉菌中实现有效的基因组编辑，这种方法不依赖于同源重组，可以应用于那些同源重组效率较低的细菌。4.**CRISPR干扰技术（CRISPRi）**：利用失活的Cas9蛋白（dCas9）阻断基因的转录，从而抑制特定基因的表达。这种技术可以用于研究基因功能和调控基因表达，已经在多种细菌中得到应用。重组蛋白种类很多，以下是一些常见的： 重组蛋白药物：例如重组人胰岛素、重组人生长***、重组人干扰素等。

除了毕赤酵母，还有几种常用的表达系统可以用来提高重组蛋白的表达量和纯度：1.**大肠杆菌表达系统**：大肠杆菌是常用的原核表达系统，具有遗传背景清晰、培养简单、成本低廉等优点，适合快速表达和生产目的蛋白。但是，它不能进行复杂的翻译后修饰。2.酿酒酵母表达系统：酿酒酵母是一种真核表达系统，具有蛋白质翻译后加工能力，适合于表达真核的蛋白，且培养和转化操作简便，适合大规模工业化生产。3.**昆虫/杆状病毒表达系统**：这种系统可以对真核的蛋白进行翻译后加工，适合于表达复杂糖蛋白，且具有较高的表达量和纯度。4.**哺乳动物细胞表达系统：如HEK293细胞，能够进行与人类相似的翻译后修饰，适合表达需要复杂糖基化等修饰的蛋白，但成本相对较高。5.枯草杆菌表达系统**：枯草杆菌具有蛋白分泌能力强、培养简单等优点，适合于工业规模生产。6.**粟酒裂殖酵母：其生理特性接近高等生物，适合表达真核膜蛋白。每种表达系统都有其独特的优势和局限性，选择时需要考虑目标蛋白的特性、所需的翻译后修饰、成本、产量以及纯化路线等因素。通过优化表达载体设计、

通过基因敲除、基因突变或基因添加等方法，可以精确地改变大肠杆菌基因组中的特定基因。安徽酶定向进化技术服务临床前研究

在大肠杆菌中表达VLP（病毒样颗粒）时，避免蛋白质聚集和非特异性降解是关键步骤，以下是一些有效的策略：1.**优化表达条件**：-**温度**：降低培养温度可以减少蛋白质聚集和降解，通常在16-30°C之间进行优化。-**诱导剂浓度**：适当降低诱导剂（如IPTG）的浓度，延长诱导时间，可以减少蛋白的过度表达和聚集。2.**使用融合伴侣**：-**GST标签**：使用谷胱甘肽S-转移酶（GST）标签可以提高蛋白的溶解性和稳定性。-**His标签**：利用His标签进行亲和纯化，同时有助于减少聚集。-**MBP标签**：麦芽糖结合蛋白（MBP）可以提高蛋白的溶解性。3.**优化密码子使用**：-通过密码子优化，提高蛋白在大肠杆菌中的表达效率，减少由于表达不充分导致的聚集。4.**添加稳定剂**：-在培养基中添加甘油、蔗糖或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等稳定剂，有助于减少蛋白质聚集。5.**使用保护性蛋白**：-利用分子伴侣如DnaK、GroEL和GroES，帮助蛋白正确折叠，减少聚集。6.**优化裂解条件**：-使用温和的裂解方法，如酶裂解或渗透压裂解，避免机械力导致的蛋白质降解。安徽酶定向进化技术服务临床前研究