《馬克斯克魯維酵母的未摺疊蛋白回響》是依託復旦大學，由余垚擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：馬克斯克魯維酵母的未摺疊蛋白回響
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：余垚
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
馬克斯克魯維酵母(KM)是新興的食品級表達宿主菌，生產食、藥、飼用蛋白的潛力巨大。提升KM的分泌表達能力是加速其產業化的基礎。未摺疊蛋白回響（UPR）是真核細胞處理蛋白異常摺疊脅迫的信號通路網路，由感應蛋白及其操縱的眾多基因組成，它保障了蛋白的正常分泌。申請人團隊通過誘變獲得高效分泌外源蛋白的KM菌株。該菌株中多個UPR基因的轉錄水平上調，且對UPR誘導劑的抗性提高，提示增強UPR能提升KM的分泌表達能力。針對KM中UPR研究的空白，本課題將：(1)利用CRISPR改造，鑑定KM中UPR的感應蛋白；(2)採用RNA-seq，鑑定受UPR操縱的基因；(3)鑑定高分泌KM菌株中影響UPR的突變； (4)通過理性改造UPR來促進KM的分泌表達；(5)鑑定新型UPR基因影響蛋白質分泌表達的機制。本課題將為深入了解UPR網路提供重要信息，為促進KM系統的工業套用奠定基礎。
結題摘要
馬克斯克魯維酵母是新興的蛋白質表達宿主菌，提升馬克斯克魯維酵母的分泌表達能力是加速其產業化的基礎。未摺疊蛋白回響（UPR）是真核細胞處理蛋白異常摺疊脅迫的信號通路網路。本項目發現馬克斯克魯維酵母擁有Bip-Ire1-Hac1的經典通路。ire1和hac1突變體對於UPR誘導劑DTT和衣黴素敏感。在DTT和衣黴素的刺激下，GRP78(編碼Bip同源蛋白)的轉錄水平快速上升。此外還有114個基因的轉錄水平明顯上調，包括了20個沒有功能注釋的新基因。我們利用過量表達的方式分析了97個UPR相關基因對於不同外源蛋白的表達水平的影響。24個基因的過量表達會明顯提升基礎表達水平較高的阿魏酸酯酶AnFaeA的分泌表達，其中編碼丙酮酸脫羧酶的PDC1的過量表達可將表達水平提升2倍。有4個基因的過量表達，會明顯抑制AnFaeA的分泌表達。有35個基因的過量表達會明顯提升基礎表達水平較低的內切葡聚糖酶RuCelA的表達。其中伴侶蛋白Caj1和GID複合物部分亞基的過量表達可以同時促進兩種蛋白的分泌表達。研究結果為深入了解UPR網路的作用機制，並為推動馬克斯克魯維酵母的工業化套用奠定了重要的基礎。為了獲得強啟動子對UPR相關基因進行過量表達，本項目針對馬克斯克魯維酵母的菊粉酶啟動子的活性開展了研究。本研究發現菊粉酶啟動子中的InuR轉錄因子的一個潛在結合位點的突變，可以將外源基因的轉錄和表達水平提升2倍以上。利用該啟動子，可在發酵罐級別實現木質纖維素降解酶的高效表達。該成果為馬克斯克魯維酵母表達系統的工業化套用提供了重要的表達元件。
