甲醇酵母表达系统的应用及前景

1、在病原生物学领域中的应用

甲醇酵母表达系统经过20多年的发展，已成为较完善的外源基因表达系统。应用该系统已高效分泌表达了乙型肝炎表面抗原(HBsAg)、肿瘤坏死因子(TNF)、表皮生长因子(EGF)、人血清白蛋白、蛋白酶抑制剂、膜蛋白等。

在国内，甲醇营养型酵母表达系统主要应用在病 原生物学领域，如：SMAD4 (肿瘤抑制基因)蛋白、痘苗病毒生长因子(VGF)戊型肝炎病毒结 构区ORF2蛋白、旋毛虫肌幼虫Es抗原特异性蛋白的2个结构基因及恶性疟原虫裂殖子表 面蛋白1(MSP1) 等的表达研究。

（1）痘苗病毒生长因子

痘苗病毒生长因子是痘苗病毒编码的一种小分子细胞因子样物质，其成熟肽段可以促进上皮细胞的增殖。由于VGF具有十分广阔的应用前景，因此建立一种可以适用于大规模生产 VGF的表达系统，实现VGF的高效表达对于开发新型药物，特别是治疗创伤类药物具有十分重大的意义。

吉林大学生命科学院分子生物学系的研究人员已经成功地利用毕赤酵母表达系统表达了具有生物活性的可溶性痘苗病毒生长因子，这对开发新药物以及在治疗创伤等方面的应用开辟了广阔的前景。

（2）寄生虫领域中的应用

寄生虫是一类对人类和动物危害极其严重的病原体。分子寄生虫学主要在分子水平上研究寄生虫的发生、发展、免疫、诊断、基因结构与功能关系、疫苗和药物机制等。

甲醇酵母表达系统已经被成功地应用到寄生虫领域的研究工作中。河南省农科院畜牧研究所曾利用毕赤酵母表达系统成功地使旋毛虫肌幼虫ES抗原特异性蛋白的2个结构基因分泌 表达。

他们的研究表明，在大肠杆菌和酵母菌中表达的重组蛋白都是研制旋毛虫基因组抗原的良好候选抗原蛋白，尤其是酵母菌表达的糖蛋白，在旋毛虫病的检测和免疫方面具有潜在 的开发应用价值。另外，已经有科学研究人员将毕赤酵母表达系统成功地应用到了疟原虫疫苗和血吸虫疫苗(Sm28GST)的研究中。

研究人员利用Sm28GST重组蛋白免疫大鼠、小鼠和狒狒均能在动物体内诱导出保护性免疫反应，现正在进一步试验中。第二军医大学病原生物学教研室已经成功地使MSP1在毕赤酵母中表达。MSP1是当今疟疾疫苗主要的候选抗原。

研究证实表达产物能与识别MSP1分子二硫键依赖构象表位的特异性单抗发生很强的反 应，表明MSP1重组蛋白至少在该表位构象上与天然蛋白一致，从毕赤酵母中分离得到大量 MSP1为开展该蛋白的结构与功能，特别是测定其疟疾保护性免疫提供可能。

2、酵母表达体系在抗体工程中的应用

到目前为止，许多完整的抗体、抗体片段如Fab，单链抗体等均已在酵母中成功表达。在E.coli中以不溶性的包涵体形式聚集的蛋白质，在酵母中表达时常常是可溶的，而且异源蛋白的降解问题也可部分得到解决。

同时，在酵母表达系统中，分泌的重组抗体片段可以得到高水平表达。抗CD7和抗DMI的2 种抗体，在E.coli中的表达水平是0.25mg／L，但是在 甲醇营养型酵母中的产量则分别为 60mg／L和10~25mg／L。

同样，有功能的兔抗重组白血病抑制性scFv在甲醇营养型酵母中的产量比在E.col中高100倍以上。在抗体工程中，酵母表达体系越来越受到重视。在大肠杆菌中不表达或表达水平很低，或者以包含体形式聚集，亦或需要糖基化修饰的抗体或其片段，均可以考虑使用酵母表达体系，以高效表达有活性的抗体分子。