多拷贝毕赤酵母表达猪胰岛素前体的动力学模型

陈　丽，王　玥，郭美锦，储　炬，庄英萍

（1江苏省农业科学院国家兽用生物制品工程技术研究中心，江苏 南京 210014；2华东理工大学，上海生物制造技术协同创新中心，上海 200237）



研究简报

多拷贝毕赤酵母表达猪胰岛素前体的动力学模型

陈丽1，2，王玥2，郭美锦2，储炬2，庄英萍2

（1江苏省农业科学院国家兽用生物制品工程技术研究中心，江苏 南京 210014；2华东理工大学，上海生物制造技术协同创新中心，上海 200237）

以携带多拷贝猪胰岛素前体（PIP）基因的毕赤酵母（Pichia pastoris）为供试菌株，对分批补料发酵PIP合成动力学模型进行研究。建立了不同拷贝数毕赤酵母发酵合成PIP的菌体生长、产物合成和底物消耗的动力学模型，并通过Origin8.0软件对模型参数进行了非线性拟合。根据动力学模型结果发现，随着拷贝数的增加与菌体生长相关的产物系数α和细胞生长代谢系数k1绝对值不断增加，12拷贝时PIP表达量达到最高，说明只有进一步促进高拷贝菌株细胞生长并减少其代谢负担才能更有效地提高产物的生成速率。 同时表明：预测值与实验值有良好的拟合性，所建模型能较好地反映分批补料发酵过程PIP的合成。

重组毕赤酵母；猪胰岛素前体表达；拷贝数；动力学模型

DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20151432

引　言

胰岛素（insulin）是体内调节能量代谢和糖代谢的重要激素，是治疗I型糖尿病的特效药物之一。大肠杆菌（Escherichia coli）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）都曾用于胰岛素的工业化生产［1-2］。甲醇营养型毕赤酵母（Pichia pastoris）是一种优秀的外源蛋白表达系统，它具有强有力的乙醇氧化酶基因启动子（PAOX1）、外源蛋白表达量高、易于分离、外源基因稳定性高、培养基要求低和日臻成熟的高密度发酵工艺等特点［3-5］。……