Yeast surface display of leech hyaluronidase for the industrial production of hyaluronic acid oligosaccharides
Research article published in Eng Microbiol (2023)
Abstract
Leech hyaluronidase (LHyal) is a hyperactive hyaluronic acid (HA) hydrolase that belongs to the hyaluronoglucuronidase family. Traditionally, LHyal is extracted from the heads of leeches, but the recent development of the Pichia pastoris recombinant LHyal expression method permitted the industrial production of size-specific HA oligosaccharides. However, at present LHyal expressed by recombinant yeast strains requires laborious protein purification steps. Moreover, the enzyme is deactivated and removed after single use. To solve this problem, we developed a recyclable LHyal biocatalyst using a yeast surface display (YSD) system. After screening and characterization, we found that the cell wall protein Sed1p displayed stronger anchoring to the P. pastoris cell wall than other cell wall proteins. By optimizing the type and length of the linkers between LHyal and Sed1p, we increased the activity of enzymes displayed on the P. pastoris cell wall by 50.34% in flask cultures. LHyal-(GGGS)6-Sed1p activity further increased to 3.58 × 105 U mL-1 in fed-batch cultivation in a 5 L bioreactor. Enzymatic property analysis results revealed that the displayed LHyal-(GGGS)6-Sed1p generated the same oligosaccharides but exhibited higher thermal stability than free LHyal enzyme. Moreover, displayed LHyal-(GGGS)6-Sed1p could be recovered easily from HA hydrolysis solutions via low-speed centrifugation and could be reused at least 5 times. YSD of LHyal not only increased the utilization efficiency of the enzyme but also simplified the purification process for HA oligosaccharides. Thus, this study provides an alternative approach for the industrial preparation of LHyal and HA oligosaccharides.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Yeast surface display of leech hyaluronidase using Sed1p anchor; displayed enzyme reaches 3.58 million U/ml and is reusable for at least 5 cycles.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese biotechnologische Studie beschreibt die Entwicklung eines recycelbaren Blutegel-Hyaluronidase(LHyal)-Biokatalysators unter Verwendung eines Hefe-Oberflächen-Displaysystems in Pichia pastoris, der eine enzymatische Aktivität von 3,58 × 10⁵ U mL⁻¹ in Fed-Batch-Kultivierung erreichte und die industrielle Produktion größenspezifischer Hyaluronsäure-Oligosaccharide ermöglichte. LHyal, traditionell aus Blutegelköpfen extrahiert, wurde über das Sed1p-Protein an die Hefezellwand verankert, was zu einer verbesserten thermischen Stabilität und Wiederverwendbarkeit für mindestens fünf Zyklen führte. Dies hat indirekte Relevanz für das ASH-Gebiet, da es biotechnologische Anwendungen eines aus Blutegeln gewonnenen Enzyms demonstriert, obwohl der Schwerpunkt auf der industriellen Polysaccharidproduktion liegt. Einschränkung: Dies ist eine Studie zur Proteinengineering und industriellen Bioprozessführung ohne therapeutische Anwendung, klinische Daten oder Untersuchung von für Antikoagulation oder Hirudotherapie relevanten Sekretom-Eigenschaften.
Zitation
Yeast surface display of leech hyaluronidase for the industrial production of hyaluronic acid oligosaccharides.
Liao L et al. · Eng Microbiol, 2023
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026