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抗菌肽的问世对于抵制超级细菌及细菌耐药性开辟了新的途径,为人类带来福音。鱼类和两栖动物均属最原始脊椎动物,后天免疫系统极为脆弱,主要依靠强大的先天固有免疫系统来避免病原菌侵染,因此分布在不同部位的抗菌肽便成了这类低等生物形成广谱防御第一道防线的重要组成成分。目前从低等生物中发现的具有广谱抗菌活性和免疫调节能力的抗菌肽有Moronecidin、Epinecidin-1、Pardaxin、Misgurin、臭蛙抗菌肽等,分别分布在杂交条纹鲈鱼、条带石斑鱼、豹鳎鱼、泥鳅和臭蛙中。研究发现Moronecidin可杀死所有的革兰氏阳性菌和部分革兰氏阴性菌;Epinecidin-1可有效预防石斑鱼感染嗜盐弧菌(Vibrio vulnificus)并杀死神经坏死病毒;Paradaxin具有抗肿瘤活性;Misgurin杀菌能力极强;臭蛙抗菌肽能杀死白色念珠菌(Candida albicans)。本论文报道了鲈鱼、石斑鱼、豹鳎鱼、泥鳅和臭蛙抗菌肽在毕赤酵母SMD1168中高效表达的主要研究结果,旨在为其它绿色、安全、有效的抗菌肽药物在毕赤酵母中高效表达奠定基础并在相关领域发挥潜力。 1、鲈鱼抗菌肽(Moronecidin)目的基因与pPIC9K表达载体连接,构建重组质粒pPICMC,将其导入到毕赤酵母SMD1168中。通过比较抗大肠杆菌(Escherichia coli)和抗金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)抑菌圈直径的大小,筛选得到活性较高的菌株pPICMC-4,摇瓶发酵后发现该菌株在72 h时抑菌活性达到最高,抗大肠杆菌的生物效价为1.5661×109 U/g,抗金黄色葡萄球菌的生物效价为1.957×108 U/g。 2、石斑鱼抗菌肽(Epinecidin-1)目的基因与pPIC9K表达载体连接,构建重组质粒pPICEC,将其导入到毕赤酵母SMD1168中。通过比较抗大肠杆菌和抗金黄色葡萄球菌抑菌圈直径的大小,筛选得到活性较高的菌株pPICEC-7,摇瓶发酵后发现该菌株在72 h时抑菌活性达到最高,抗大肠杆菌的生物效价为1.5661×109 U/g,抗金黄色葡萄球菌的生物效价为5.812×108U/g。 3、豹鳎鱼抗菌肽(Pardaxin-4)目的基因与pPIC9K表达载体连接,构建重组质粒pPICPD,将其导入到毕赤酵母SMD1168中。通过比较抗大肠杆菌和抗金黄色葡萄球菌抑菌圈直径的大小,筛选得到活性较高的菌株pPICPD-17,摇瓶发酵后发现该菌株在96h时抑菌活性达到最高,抗大肠杆菌的生物效价为1.4816×109 U/g,抗金黄色葡萄球菌的生物效价为3.9646×109 U/g。在100 L的发酵罐中进行诱导表达,72 h后进行活性检测。经质谱分析鉴定发现,pPICPD-17菌株诱导表达的活性物质为豹鳎鱼抗菌肽Pardaxin-4。100 L发酵罐发酵72 h与摇瓶发酵96 h相比,抗大肠杆菌的生物效价提高了5.49倍,抗金黄色葡萄球菌的生物效价提高了2.42倍;Pardaxin-4对鲍曼不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)有较弱的抗菌活性;经丙酮纯化后抗菌活性明显增加,有较明显的溶血活性;100℃水浴处理1h时,发酵液的抗菌活性明显减弱,发酵液的pH值为6时,抗菌活性较好;加入胰蛋白酶、胃蛋白酶、蛋白酶K后抗菌活性稍微减弱。 4、泥鳅抗菌肽(Misgurin)目的基因与pPIC9K表达载体连接,构建重组质粒pPICMG,将其导入到毕赤酵母SMD1168中。通过比较抗大肠杆菌和抗金黄色葡萄球菌抑菌圈直径的大小,筛选得到活性较高的菌株pPICMG-22。摇瓶发酵后发现该菌株在48 h时抑菌活性达到最高,抗大肠杆菌的生物效价为1.062×109 U/g,抗金黄色葡萄球菌的生物效价为5.804×108 U/g。接着在100 L的发酵罐中诱导48 h后进行活性检测,经Tricine-SDS-PAGE蛋白胶检测和质谱分析鉴定发现,pPICMG-22菌株诱导表达的活性物质为抗菌肽Misgurin。100 L发酵罐发酵48h相对于摇瓶发酵48 h,抗大肠杆菌的生物效价提高了1.47倍,抗金黄色葡萄球菌的生物效价提高了1.43倍;抗菌肽Misgurin对鲍曼不动杆菌、沙门氏菌显示了较弱的抗菌活性,无明显溶血活性;90℃水浴处理后,发酵液的抗菌活性明显减弱,调发酵液的pH值在1-12之间,都有抗菌活性;加入胰蛋白酶、胃蛋白酶、蛋白酶K后抗菌活性减弱。 5、臭蛙抗菌肽目的基因与pPIC9K表达载体连接,构建重组质粒pPICSFA,将其导入到毕赤酵母SMD1168中。通过比较抗大肠杆菌和抗金黄色葡萄球菌抑菌圈直径的大小,筛选得到活性较高的菌株pPICSFA-17,摇瓶发酵后发现该菌株在96 h时抑菌活性达到最高,抗大肠杆菌的生物效价为6.017×108U/g,抗金黄色葡萄球菌的生物效价为2.1246×109 U/g。