Komagataella phaffiiにおける最適化されたプロリル-4-ヒドロキシラーゼの発現は,再結合ヒトコラーゲンの効率的なトリプルヘリックス形成を可能にします
Nan Wang1,2,3, Yang Li3, Chenxiao Han1,2,3
1Department of Biological Engineering, College of Life Sciences, Yantai University, Yantai, China.
Biotechnology and bioengineering
|September 3, 2025
まとめ
Komagataella phaffiiでプロリル4ヒドロキシラーゼ (P4H) の高レベルの発現を達成し,再結合ヒトコラーゲン (rhCol) の機能的生物合成を可能にしました. この突破は,生物医学および産業用途のためのP4Hの生産を最適化します.
科学分野:
- バイオテクノロジー
- 生物化学
- 分子生物学
背景:
- プロリル-4-ヒドロキラーゼ (P4H) はプロリンヒドロキラーゼによるコラーゲンのトリプルヘリックス形成に不可欠である.
- 低P4H発現レベルは,産業用複合ヒトコラーゲン (rhCol) の生産を阻害する.
- 効率的なP4Hは,安定した機能的なコラーゲン生物合成に不可欠です.
研究 の 目的:
- rhColの生産のためにKomagataella phaffii (K. phaffii) で高レベルのP4H発現を達成する.
- 遺伝子工学と宿主株の選択を通じて P4Hの発現と活動を最適化する.
- 機能的なトリプルヘリックス形成のためのP4HとrhColの成功共表現を証明する.
主な方法:
- K. phaffiiの様々な源からのコドン最適化されたP4H遺伝子のスクリーニング.
- ホスト株の比較と最適な発現システムの特定
- プロモーターエンジニアリングとゲノム統合サイト最適化による P4H 活動の強化
- 分子チャペロンの共表現と溶解性を高めるタグの使用.
- rhColのトリプルヘリックス形成の評価は,最適化されたP4Hとの共表現によって行われる.
主要な成果:
- バチルス・アントラシス由来のBaP4Hは,K. phaffii GS115で最も高い発現とERの局所化を示した.
- K. phaffii X33はGS115と比較してP4H酵素活性が15. 3%改善した.
- プロモーターのエンジニアリングと統合サイトの最適化により,活動が20.9%増加しました.
- 同発現戦略により,P4H活性が1. 35×104U/ Lに上昇した.
- rhColとBaP4Hの共発は,コラーゲンのトリプルヘリックス構造を成功裏に形成した.
結論:
- K. phaffiiのP4H発現を最適化するための効果的な戦略が確立された.
- 安定したトリプルヘリックス構造を持つ機能性再結合ヒトコラーゲンは生物合成された.
- 開発されたシステムは,リコンビネントコラーゲンの生物医学および産業用途に重要な希望を持っています.
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