重組蛋白質(zhì)的表達(dá)系統(tǒng)主要有哪些?
日期：2024-11-18 13:29:16
重組蛋白質(zhì)的表達(dá)系統(tǒng)主要有以下幾種：
原核表達(dá)系統(tǒng)：
大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)：是最常用的原核表達(dá)系統(tǒng)。具有遺傳背景清楚、繁殖快、成本低、表達(dá)量高、技術(shù)成熟且易于操作等優(yōu)點(diǎn)，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。比如在生產(chǎn)一些結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、不需要復(fù)雜翻譯后修飾的蛋白質(zhì)時(shí)應(yīng)用廣泛，像用于科學(xué)研究的某些酶類、細(xì)胞因子等。不過(guò)，該系統(tǒng)缺乏真核生物的轉(zhuǎn)錄后和翻譯后加工機(jī)制，不能進(jìn)行糖基化、磷酸化等修飾，難以形成正確的空間構(gòu)象折疊，且表達(dá)的蛋白質(zhì)可能會(huì)形成包涵體。
芽孢桿菌表達(dá)系統(tǒng)：具有較強(qiáng)的分泌能力，能將表達(dá)的蛋白分泌到細(xì)胞外，便于后續(xù)的分離純化。并且芽孢桿菌具有一定的抗逆性，在一些較為惡劣的環(huán)境條件下也能生長(zhǎng)和表達(dá)蛋白。但是，其表達(dá)效率和穩(wěn)定性相對(duì)大腸桿菌可能會(huì)稍差一些。
鏈霉菌表達(dá)系統(tǒng)：能夠表達(dá)一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有特殊修飾要求的蛋白質(zhì)。鏈霉菌具有豐富的次級(jí)代謝產(chǎn)物合成能力，可以為重組蛋白提供一些特殊的修飾和加工，使蛋白具有更好的活性和功能。不過(guò)，鏈霉菌的培養(yǎng)條件相對(duì)復(fù)雜，對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)環(huán)境的要求較高。
酵母表達(dá)系統(tǒng)：
釀酒酵母：是最早被用于重組蛋白表達(dá)的酵母之一，遺傳背景清楚，操作相對(duì)簡(jiǎn)單。其表達(dá)的蛋白具有一定的翻譯后修飾能力，如糖基化、磷酸化等，且表達(dá)量較高。但釀酒酵母的糖基化方式與哺乳動(dòng)物細(xì)胞有所不同，可能會(huì)影響蛋白的生物活性。
畢赤酵母：是一種甲基營(yíng)養(yǎng)型酵母，具有高效的表達(dá)能力和較強(qiáng)的分泌能力，能夠?qū)⒈磉_(dá)的蛋白分泌到培養(yǎng)基中，便于純化。而且畢赤酵母的生長(zhǎng)速度快，易于培養(yǎng)和發(fā)酵，能夠在低成本的條件下實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。其糖基化修飾相對(duì)較為接近高等真核生物，因此在生產(chǎn)一些需要糖基化修飾的重組蛋白時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。
乳酸克魯維酵母：具有良好的安全性，不會(huì)產(chǎn)生毒素，并且能夠在較低的溫度下生長(zhǎng)和表達(dá)蛋白，有利于保持蛋白的穩(wěn)定性。乳酸克魯維酵母的表達(dá)系統(tǒng)也具有一定的可調(diào)控性，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)蛋白的表達(dá)水平。
昆蟲(chóng)表達(dá)系統(tǒng)：通常使用桿狀病毒作為載體來(lái)感染昆蟲(chóng)細(xì)胞，如 sf9 或 high-5 等細(xì)胞系。該系統(tǒng)具有較高的表達(dá)效率，能夠表達(dá)一些在原核系統(tǒng)中難以表達(dá)的大分子質(zhì)量蛋白、膜蛋白和蛋白激酶等。昆蟲(chóng)細(xì)胞的翻譯后修飾能力相對(duì)較強(qiáng)，能夠進(jìn)行較為復(fù)雜的糖基化、磷酸化等修飾，使表達(dá)的蛋白更接近天然結(jié)構(gòu)和功能。此外，昆蟲(chóng)表達(dá)系統(tǒng)具有在同一細(xì)胞內(nèi)同時(shí)表達(dá)多個(gè)基因的能力，適用于生產(chǎn)多亞基蛋白或需要多種蛋白協(xié)同作用的復(fù)合物。不過(guò)，昆蟲(chóng)表達(dá)系統(tǒng)的培養(yǎng)成本較高，且桿狀病毒的制備和操作相對(duì)復(fù)雜。
哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)：常用的細(xì)胞系包括中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞（CHO）、人胚腎細(xì)胞（HEK293）等。該系統(tǒng)能夠?qū)Ρ磉_(dá)的蛋白進(jìn)行最接近天然狀態(tài)的翻譯后修飾，如正確的糖基化、磷酸化、二硫鍵形成等，使蛋白具有良好的生物活性和功能。哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)適用于生產(chǎn)一些對(duì)結(jié)構(gòu)和功能要求較高的重組蛋白，如治療性蛋白、抗體等。但是，哺乳動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)條件苛刻，生長(zhǎng)速度慢，表達(dá)水平相對(duì)較低，大規(guī)模培養(yǎng)的成本較高，且獲得高表達(dá)細(xì)胞株所需時(shí)間長(zhǎng)。
