藻红蛋白可作为天然色素应用于食品和化妆品工业,还可以作为光敏剂和荧光探针广泛应用于医药行业。本论文主要从紫球藻(Porphyridium cruentum)藻红蛋白亚基基因的克隆,该亚基基因在巴斯德毕赤酵母和大肠杆菌BL21中进行异源表达等方面开展研究。主要实验结果如下：在本课题组吴义诚已克隆出藻红蛋白β亚基的基础上,利用LA-PCR技术扩增出紫球藻藻红蛋白β、α亚基及间隔区序列(GenBank登录号：HM535635),cDNA序列长1134 bp个碱基,包括p亚基编码区的534个碱基(编码177个氨基酸),105个碱基的间隔区以及a亚基编码区495个碱基(编码164个氨基酸)。cDNA序列排布顺序为5’UTR-peB-间隔区-peA,对其基因组结构分析表明,藻红蛋白(Phyeoerythrin, PE)亚基基因编码区无内含子序列。利用生物信息学的方法对α亚基的氨基酸序列,氨基酸组成,疏水作用,二级结构和三级结构等方面进行了初步的分析和预测。结果显示,预测的藻红蛋白α亚基结构与不同来源的藻红蛋白α亚基结构十分吻合,同时它的结构特征也满足于捕光蛋白的特性。藻红蛋白α、p亚基分别亚克隆到毕赤酵母表达系统pPIC9K和大肠杆菌表达载体pET28a进行异源表达。重组的毕赤酵母表达载体pAO815-peA-peB、pPIC9K-peA分别转入Pichia pastoris GS 115,经甲醇诱导,SDS-PAGE电泳及DOT-BLOT分析,发现表达量过低。将藻红蛋白α、β亚基分别克隆到pET28a载体上,再分别转入E. coli BL21, IPTG诱导,WesternBlot分析有单一的条带出现,结果显示藻红蛋白α、β亚基在大肠杆菌表达系统中主要以包涵体的形式存在。对peB的密码子偏好进行了分析,结果表明peB在密码子使用上存在显著的偏好性,偏爱于使用以A或T结尾的密码子。将藻红蛋白亚基基因与大肠杆菌、毕赤酵母基因组的密码子偏爱性进行比较,结果表明,藻红蛋白亚基基因密码子用法与大肠杆菌、毕赤酵母差异较大,若要实现该基因在以上宿主中的高效表达则需对部分密码子进行改造。