High-level constitutive expression of leech hyaluronidase with combined strategies in recombinant Pichia pastoris
Research article published in Appl Microbiol Biotechnol (2020)
Abstract
Hyaluronidases that break down hyaluronan are widely used for preparation of low molecular weight hyaluronan. Leech hyaluronidase (LHyal) is a newly discovered hyaluronidase with outstanding enzymatic properties. The Pichia pastoris expression system of LHyal that depends on AOX1 promoter (PAOX1) has been constructed. However, the addition of the toxic inducer methanol is a big safety concern. Here, a combinational strategy was adopted for constitutive expression of LHyal to high level in P. pastoris. By optimizing the combination of promoters PGAP, PGAP(m), and PTEF1 and signal peptides α-factor, nsB, and sp23, the enzyme activity of extracellular LHyal reached 1.38 × 105 U/mL in shake flasks. N-terminal engineering with neutral polar amino acids further increased LHyal activity to 2.06 × 105 U/mL. In addition, the impact of overexpressing transcription factors Aft1, Gal4-like, and Yap1 on LHyal production was also investigated. We found the co-expression of Aft1 significantly enhanced the expression of LHyal to 3.03 × 105 U/mL. Finally, LHyal activity of 2.12 × 106 U/mL was achieved in a 3-L fermenter, with a high productivity of 1.96 × 104 U/mL/h. The engineered LHyal-producing Pichia pastoris strains will be more attractive for production of hyaluronidase on industrial scale.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Resumen
Hyaluronidases that break down hyaluronan are widely used for preparation of low molecular weight hyaluronan.
Por qué esto importa para la hirudoterapia
Este estudio diseñó cepas recombinantes de Pichia pastoris para la expresión constitutiva de alto nivel de la hialuronidasa de sanguijuela (LHyal), eliminando la necesidad de inducción con metanol tóxico mediante la combinación de promotores optimizados (PGAP, PGAP(m), PTEF1), péptidos señal, ingeniería del extremo N-terminal y coexpresión de factores de transcripción. Los investigadores alcanzaron una actividad de LHyal de 2,12 × 10⁶ U/mL en un fermentador de 3 L con una productividad de 1,96 × 10⁴ U/mL/h. Este trabajo es relevante para el ámbito de la ASH porque la hialuronidasa es un componente del secretoma de la sanguijuela que degrada el hialuronano, y su producción escalable podría respaldar la investigación sobre herramientas enzimáticas derivadas de sanguijuelas y sus posibles aplicaciones. La salvedad es que se trata de un estudio de ingeniería de bioprocesos centrado en la producción industrial de enzimas; no aborda la hirudoterapia, el uso clínico ni la actividad in vivo de la LHyal, y no se realizan afirmaciones terapéuticas.
Citación
High-level constitutive expression of leech hyaluronidase with combined strategies in recombinant Pichia pastoris.
Huang H et al. · Appl Microbiol Biotechnol, 2020
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Añadido a la biblioteca ASH: May 27, 2026 · Última actualización del sitio: 18 de junio de 2026