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毕赤酵母是一种高效的真核表达系统,已被广泛的应用于生产重组蛋白药物。现有研究表明,二硫键异构酶PDI(Protein Disulfide Isomerase)在宿主菌里过表达会显著提高酵母对外源蛋白的表达量。PDI在催化新生蛋白质二硫键形成的同时参与蛋白折叠;另一方面它兼具分子伴侣的功能,能帮助错误折叠的蛋白折叠成其天然构象。为了深度剖析PDI提高淀粉样蛋白表达效率的机理及涉及的细胞通路及信号因子,我们以鸡胱抑素为模型蛋白,分别构建了鸡胱抑素的各种突变体(淀粉样突变体I66Q、不稳定型突变体ΔW和α螺旋II解体突变E82P),并在PDI正常表达及过表达的毕赤酵母GS115菌株中进行分泌型表达。经SDS-PAGE及Western Blot检测各菌株胞内及胞外蛋白发现,除表达I66Q的两个重组菌株没有检测到胞内蛋白外,其余菌株在胞内均检测到外源蛋白的单体。胞外蛋白的检测结果显示,除E82P在PDI正常表达及过表达菌株中的表达量变化不明显外,其余外源蛋白在PDI过表达菌株的表达量均显著高于PDI正常表达的菌株。蛋白质表达的实验结果符合蛋白构象决定表达效率的既有科学假说。利用转录组测序技术对各菌株进行了深度分析,对I66Q VS WT和ΔW VS WT的两组菌株绘制维恩图,分别筛选出203个和210个差异表达基因。随后进行KEGG途径的分类和统计,发现在I66Q VS WT及ΔW VS WT组分别有145,148个基因注释到KEGG数据库中,差异基因在遗传信息处理中的差距较大,特别是在DNA复制过程中I66Q VS WT中只有gene3858上调,而在ΔW VS WT中有五个上调基因注释到DNA复制的通路中。因此,推测引起较大差距的原因是I66Q虽然是淀粉样突变体,但其主体构象与野生型相比变化较小,而ΔW则是去掉了一个包含9个氨基酸的α螺旋II的截短体,并缺失一个二硫键,这需要调动更多的基因来提高其复制、转录和翻译等蛋白质合成相关功能的效率。本次研究及转录组测序分析结果一方面确定了PDI对毕赤酵母分泌淀粉样蛋白的调控作用,另一方面,比较鸡胱抑素各突变体与野生型鸡胱抑素的异同。有助于阐明新生蛋白的淀粉样突变体、不稳定突变体与野生型天然蛋白在胞内的产生过程,为深入理解真核生物的品质管理系统提供理论和实验依据。