Lean bio-manufacture of surface-binding proteins for multi-functional coatings

用于多功能涂层的表面结合蛋白的精益生物制造

基本信息

  • 批准号:
    2284955
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2019 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

There are numerous biomedical and biotechnological applications for recombinant proteins, some of which, requires them to be stable under non-biological conditions. This is leading the demand for the immobilisation of proteins on surfaces. However, problems can arise due to the requirement for the surface material properties being preserved, as well as retaining the protein activity throughout the whole process of production, purification and surface binding. Additionally, when the phases of production are separated, this allows for unforeseen errors to occur. This project proposes to use a Pichia pastoris modular cloning (MoClo) toolkit as well as a Yeast MoClo toolkit, in combination with a statistical Design of Experiment (DoE) approach to produce a rapid, automatable system for protein-based multi-functional materials.The project has four main aims:I. Development of Pichia pastoris as an expression host to produce surface-binding proteins.II. Validate Pichia pastoris for the production of surface-binding proteins of relevance to the manufacture of multi-functional coatings.III. Address the problem of "one-factor-at-a-time" optimisation in standard bio-design practices.IV. Extend the range of enzymes and surface materials. This will include the use of metal nanoparticles as a surface because they have been demonstrated to be directly coated with proteins leading to stable metal-NPs which retain protein activity. The aims and objectives would be achieved through the following procedures. Firstly, using the MoClo Yeast Toolkit, in combination with the MoClo Pichia Toolkit, cassette plasmids would be constructed containing different promoters, secretion tags and fluorescent reporters and transformed into E. coli before being transformed into P. pastoris by electroporation. The plasmid cassette would be integrated into the genome by homologous recombination, increasing the stability compared to plasmid-based expression due to the lack of a stable plasmid system in P pastoris. Secretion efficiency of the cell would be assessed by measuring the total fluorescence, then by measuring fluorescence of the supernatant post cell removal by centrifugation. Cellulose-binding proteins (CBP), from the iGEM registry of characterised cellulose-binding domains, would be fused to a fluorescent reporter. The ability of this to bind to cellulose would be analysed with increasing levels of purity, such as with the cells in the media, cells removed via centrifugation, ion exchange chromatography and gel filtration chromatography.Streptomyces sp. chaplins would be tested as there are species, such as Streptomyces reticuli, containing genes encoding for proteins involved in cellulose binding. C2-chitin binding protein of Polistes dominula would be tested as the protein shows similarity to cellulose binding proteins and has the ability to bind to cellulose.A DoE approach would be taken where all relevant parameters of the production, purification and surface binding properties will be changed simultaneously. The benefit of DoE is that optimisation is more effectively searched with the effect of interactions identified, and assessed, independently. After a proof-of-principle DoE model for automated production of cellulose-binding proteins, the range of enzymes and surface materials can be explored. Metal-NP's would be interesting to investigate because they have high surface-area to volume ratios along with plasmonic or magnetic properties, allowing for high surface binding efficiency and simple detection and separation. We would produce metal-binding proteins fused to a library of metal binding peptides, recovery would be achieved by centrifugation or magnetically and evaluated as mentioned previously.
重组蛋白在生物医学和生物技术方面有许多应用,其中一些要求它们在非生物条件下是稳定的。这导致了将蛋白质固定在表面的需求。然而,由于要求保持表面材料的性质,以及在整个生产、纯化和表面结合的整个过程中保持蛋白质的活性,可能会出现问题。此外,当生产的各个阶段分开时,可能会出现不可预见的错误。该项目建议使用巴斯德毕赤酵母模块克隆(MoClo)工具包以及酵母MoClo工具包,并结合统计实验设计(DoE)方法来生产快速、基于蛋白质的多功能材料的自动化系统。该项目有四个主要目标:i.开发巴斯德毕赤酵母作为表达宿主来生产表面结合蛋白;ii.验证巴斯德毕赤酵母用于生产与多功能涂料制造相关的表面结合蛋白的有效性;iii.解决标准生物设计实践中“一次优化一个因素”的问题。iv.扩大酶和表面材料的范围。这将包括使用金属纳米颗粒作为表面,因为已经证明它们直接被蛋白质覆盖,从而产生稳定的金属纳米颗粒,从而保持蛋白质的活性。这些目标和目标将通过以下程序实现。首先,利用MoClo酵母工具包,结合MoClo毕赤酵母工具包,构建含有不同启动子、分泌标签和荧光报告基因的盒式表达载体,转化大肠杆菌,然后通过电穿孔转化巴斯德毕赤酵母。由于在毕赤酵母中缺乏稳定的表达系统,质粒盒将通过同源重组的方式整合到基因组中,与基于质粒的表达相比,增加了稳定性。通过测量总荧光来评估细胞的分泌效率,然后通过离心去除细胞后测定上清液的荧光来评估细胞的分泌效率。来自iGEM特征纤维素结合域注册表的纤维素结合蛋白(CBP)将被融合到荧光报告上。它与纤维素结合的能力将随着纯度的增加而分析,例如与介质中的细胞结合,通过离心法、离子交换层析法和凝胶过滤层析法去除细胞。卓别林将接受测试,因为有物种,如网状链霉菌,含有编码参与纤维素结合的蛋白质的基因。由于C2-甲壳素结合蛋白与纤维素结合蛋白相似,并具有与纤维素结合的能力,因此将对该蛋白进行检测。采用DOE方法,所有相关生产、纯化和表面结合性质的参数将同时改变。能源部的好处是,通过独立识别和评估交互作用的效果,可以更有效地搜索优化。在建立了用于自动生产纤维素结合蛋白的原则性能源部模型之后,可以探索酶和表面材料的范围。金属-纳米粒子具有很高的比表面积与体积比以及等离子体或磁性,因此具有很高的表面结合效率和简单的检测和分离能力,因此值得研究。我们将生产金属结合蛋白,融合到金属结合多肽的文库中,回收将通过离心法或磁力实现,并如前所述进行评估。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

骨胶原(Bio-Oss Collagen)联合龈下喷砂+骨皮质切开术治疗 根分叉病变的临床疗效研究
  • 批准号:
    2024JJ9542
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
智能双栅调控InSe Bio-FET可控构筑与原位细胞传感机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于通用型 M13-Bio 噬菌体信号放大的动态 光散射免疫传感检测平台的建立及机制研究
  • 批准号:
    Q24C200014
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
2D/2D BiO2-x/graphyne异质结光热活化过硫酸盐降解水体中抗生素的机理研究
  • 批准号:
    LY23E080003
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Z型异质结“(金属氧化物MOx@薄层碳TC)/BiO1-xCl”的可控构筑及其光催化性能的研究
  • 批准号:
    22005126
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
BIO促进脂肪来源干细胞修复急性心肌梗死的作用及机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多层次纳米叠层块体复合材料的仿生设计、制备及宽温域增韧研究
  • 批准号:
    51973054
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
6-BIO 抗肝脏衰老的作用与作用机制研究
  • 批准号:
    19ZR1438800
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于MOFs热解构建薄层碳包覆的BiO1-xX基Z型异质结及其光催化水氧化苯制苯酚反应的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Closed loop manufacture of bio-based polyester fibres for a circular bioeconomy
用于循环生物经济的生物基聚酯纤维的闭环制造
  • 批准号:
    BB/X011631/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Sustainable manufacture systems towards novel bio-based materials (GREEN-LOOP)
新型生物基材料的可持续制造系统(GREEN-LOOP)
  • 批准号:
    10038028
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    EU-Funded
Manufacture of low cost, high quality filament for 3D printers from waste: Recycled PET and Bio-waste Bagasse
利用废物制造低成本、高质量的 3D 打印机耗材:回收 PET 和生物废物甘蔗渣
  • 批准号:
    107497
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
FMSG: Bio: End-to-End Continuous Manufacture of Cell Therapies Enabled by Robotics and Microfluidic Processing
FMSG:生物:通过机器人和微流体处理实现细胞疗法的端到端连续制造
  • 批准号:
    2134701
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Bio-tribo-corrosion resistant 3D Printed Composites for Load-bearing Implants
用于承重植入物的生物耐摩擦腐蚀 3D 打印复合材料
  • 批准号:
    10772484
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
REU Site: Advanced Manufacture of Novel Materials and Bio-Nano Applications
REU网站:新型材料先进制造与生物纳米应用
  • 批准号:
    2045738
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
FMRG: Bio: DNA & RNA Condensate Droplets for Programmable Separation and Manufacture of Biomolecules
FMRG:生物:DNA
  • 批准号:
    2134772
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Bio-tribo-corrosion resistant 3D Printed Composites for Load-bearing Implants
用于承重植入物的生物耐摩擦腐蚀 3D 打印复合材料
  • 批准号:
    10565931
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Stream Bio Ltd - Nanoparticle Manufacture and Product Base Expansion
Stream Bio Ltd - 纳米颗粒制造和产品基地扩张
  • 批准号:
    830028
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Innovation Loans
Scale-up and commercial evaluation of the manufacture of bio-based FDCA from HMF
HMF 生物基 FDCA 生产的放大和商业评估
  • 批准号:
    103760
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了