毕赤酵母作为外源蛋白的表达系统,具有遗传操作简单,培养基成分明确且价格低廉,高效分泌表达能力,翻译后的修饰等突出优点,越来越多的被应用于外源蛋白的表达。低温培养增加外源蛋白产量的报道很多,但其背后的机制并不是很清楚。近年来,错误折叠蛋白与细胞内质网压力和细胞自噬等方面的研究提示,外源蛋白的错误折叠可能是影响蛋白分泌产量的一个主要因素。在本研究中,我们利用重组表达人白细胞介素-10(rhIL-10)的毕赤酵母菌株作为研究模型。结果显示,在20℃的甲醇诱导条件下得到了较高的rhIL-10的蛋白产量,而在30℃的甲醇诱导条件下rhIL-10的蛋白产量低且酵母细胞死亡率高。进一步的研究结果显示,在30℃的甲醇诱导条件下,酵母细胞的内质网中长时间的积累了较高水平的G3-pro-rhIL10(未成熟的rhIL-10,具有糖基化修饰的信号肽)。并且,伴随着G3-pro-rhIL10在内质网中的滞留,酵母细胞中积累了较高水平的活性氧自由基,内质网中的Ca2+泄漏到细胞质中,较低水平的错误折叠蛋白反应,并出现了内质网特异性自噬(ER-phagy)。相比之下,在20℃的甲醇诱导条件下,内质网中的错误折叠蛋白反应被激活到更高的水平,并且滞留在内质网中的G3-pro-rhIL10很快地被清除了。本研究阐述了上海一恒LRH-250CB低温恒温培养箱增加外源蛋白产量的一个机制,即低温培养能够显著地缓解内质网压力,因而避免了酵母细胞的死亡。本研究将有利于酵母菌株的遗传改造和酵母发酵过程的优化设计。