Pichia pastoris (syn. Komagataella phaffii) expression system has been widely used in heterologous protein production. PDI1 is the structural gene for Protein Disulfide Isomerase (PDI) and one of the main proteins in the endoplasmic reticulum (ER). It serves as a chaperone and helps in the formation, restoration and isomerization of disulfide bonds in nascent proteins. Overexpression of chaperone genes like PDI1, is one of the approaches to alleviate unfolded protein response (UPR) in multicopy clones of P. pastoris. However, it is not in a general scheme and these approaches are protein specific. The complete understanding of promoter region of PDI1 can give insights for better regulation of UPR. The aim of our work was to characterize promoter region of PDI1 gene and evaluate the possibility of their use for efficient expression of heterologous proteins. For this purpose, we used a reporter system based on the Candida antarctica lipase B (CalB) gene. The efficiency of PDI1 promoter was also compared with that of inducible promoter, AOX1, and the constitutive promoter, GAP, under different carbon sources like glucose, glycerol and methanol. The results appear that the PDI1 promoter may act as an UPR inducible promoter at high copy numbers of target gene. Therefore, we propose that the PDI1 promoter can be used for moderate expression of heterologous proteins in pathway engineering applications and also for overexpression of molecular chaperones.

中文翻译：

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毕赤酵母蛋白质二硫化物异构酶 (PDI1) 启动子用于异源蛋白质生产及其序列表征

Pichia pastoris (syn. Komagataella phaffii) 表达系统已广泛用于异源蛋白生产。PDI1 是蛋白质二硫化物异构酶 (PDI) 的结构基因，也是内质网 (ER) 中的主要蛋白质之一。它作为分子伴侣，有助于新生蛋白质中二硫键的形成、恢复和异构化。PDI1 等伴侣基因的过度表达是减轻毕赤酵母多拷贝克隆中未折叠蛋白反应 (UPR) 的方法之一。然而，这不是一个通用的方案，这些方法是蛋白质特异性的。对 PDI1 启动子区域的完整理解可以为更好地调节 UPR 提供见解。我们工作的目的是表征 PDI1 基因的启动子区域并评估它们用于有效表达异源蛋白质的可能性。为此，我们使用了基于南极念珠菌脂肪酶 B (CalB) 基因的报告系统。在葡萄糖、甘油和甲醇等不同碳源下，还比较了 PDI1 启动子与诱导型启动子 AOX1 和组成型启动子 GAP 的效率。结果显示，PDI1 启动子可能在靶基因的高拷贝数下充当 UPR 诱导型启动子。因此，我们建议 PDI1 启动子可用于通路工程应用中异源蛋白质的适度表达，也可用于分子伴侣的过表达。我们使用了基于南极念珠菌脂肪酶 B (CalB) 基因的报告系统。在葡萄糖、甘油和甲醇等不同碳源下，还比较了 PDI1 启动子与诱导型启动子 AOX1 和组成型启动子 GAP 的效率。结果显示，PDI1 启动子可能在靶基因的高拷贝数下充当 UPR 诱导型启动子。因此，我们建议 PDI1 启动子可用于通路工程应用中异源蛋白质的适度表达，也可用于分子伴侣的过表达。我们使用了基于南极念珠菌脂肪酶 B (CalB) 基因的报告系统。在葡萄糖、甘油和甲醇等不同碳源下，还比较了 PDI1 启动子与诱导型启动子 AOX1 和组成型启动子 GAP 的效率。结果显示，PDI1 启动子可能在靶基因的高拷贝数下充当 UPR 诱导型启动子。因此，我们建议 PDI1 启动子可用于通路工程应用中异源蛋白质的适度表达，也可用于分子伴侣的过表达。结果显示，PDI1 启动子可能在靶基因的高拷贝数下充当 UPR 诱导型启动子。因此，我们建议 PDI1 启动子可用于通路工程应用中异源蛋白质的适度表达，也可用于分子伴侣的过表达。结果显示，PDI1 启动子可能在靶基因的高拷贝数下充当 UPR 诱导型启动子。因此，我们建议 PDI1 启动子可用于通路工程应用中异源蛋白质的适度表达，也可用于分子伴侣的过表达。