Yarrowia lipolyticaのエンジニアリング異種酵素分泌

背景：真核生物細胞は、小胞体網状体（ER）内で翻訳後修飾と固有の品質制御システムを形成する能力により、複雑な酵素とバイオ医薬品の産生に好まれることがよくあります。非存続型酵母種であるYarrowia Lipolyticaは、その高タンパク質分泌能力と進行分泌経路のために注目を集めています。Y. Lipolyticaのタンパク質分泌を改善する一般的な手段には、コドンの最適化、遺伝子コピー数の増加、誘導性発現、および分泌タグ工学が含まれます。この研究では、モデルの異種酵素T4リゾチームを使用してタンパク質分泌を強化するための効果的な戦略を開発します。 結果：一般的に使用されるネイティブLIP2PREPRO分泌信号を工学することにより、分泌されたT4リゾチーム力価を17倍改善しました。HRGFPや[式：テキストを参照] - アミラーゼなど、他の異種タンパク質についても同様の改善が測定されました。分泌タグエンジニアリングに加えて、ERを拡大し、分泌タグ処理経路で異種酵素を共発現させることにより分泌経路を設計し、T4リゾチーム分泌の合計50倍の改善をもたらしました。 結論：全体として、私たちの組み合わせた戦略は、Yarrowia lipolyticaのタンパク質産生の改善に効果的であることが証明されましたが、この非伝統的酵母におけるERおよびゴルジ体の分泌調節の異なるメカニズムの存在の可能性を示唆しています。

BACKGROUND: Eukaryotic cells are often preferred for the production of complex enzymes and biopharmaceuticals due to their ability to form post-translational modifications and inherent quality control system within the endoplasmic reticulum (ER). A non-conventional yeast species, Yarrowia lipolytica, has attracted attention due to its high protein secretion capacity and advanced secretory pathway. Common means of improving protein secretion in Y. lipolytica include codon optimization, increased gene copy number, inducible expression, and secretory tag engineering. In this study, we develop effective strategies to enhance protein secretion using the model heterologous enzyme T4 lysozyme. RESULTS: By engineering the commonly used native lip2prepro secretion signal, we have successfully improved secreted T4 lysozyme titer by 17-fold. Similar improvements were measured for other heterologous proteins, including hrGFP and [Formula: see text]-amylase. In addition to secretion tag engineering, we engineered the secretory pathway by expanding the ER and co-expressing heterologous enzymes in the secretion tag processing pathway, resulting in combined 50-fold improvement in T4 lysozyme secretion. CONCLUSIONS: Overall, our combined strategies not only proved effective in improving the protein production in Yarrowia lipolytica, but also hint the possible existence of a different mechanism of secretion regulation in ER and Golgi body in this non-conventional yeast.