重組蛋白質的表達系統主要有哪些?

日期：2024-11-18 13:29:16

重組蛋白質的表達系統主要有以下幾種：

原核表達系統：

大腸桿菌表達系統：是最常用的原核表達系統。具有遺傳背景清楚、繁殖快、成本低、表達量高、技術成熟且易于操作等優點，適用于大規模生產。比如在生產一些結構相對簡單、不需要復雜翻譯后修飾的蛋白質時應用廣泛，像用于科學研究的某些酶類、細胞因子等。不過，該系統缺乏真核生物的轉錄后和翻譯后加工機制，不能進行糖基化、磷酸化等修飾，難以形成正確的空間構象折疊，且表達的蛋白質可能會形成包涵體。

芽孢桿菌表達系統：具有較強的分泌能力，能將表達的蛋白分泌到細胞外，便于后續的分離純化。并且芽孢桿菌具有一定的抗逆性，在一些較為惡劣的環境條件下也能生長和表達蛋白。但是，其表達效率和穩定性相對大腸桿菌可能會稍差一些。

鏈霉菌表達系統：能夠表達一些結構復雜、具有特殊修飾要求的蛋白質。鏈霉菌具有豐富的次級代謝產物合成能力，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，鏈霉菌的培養條件相對復雜，對培養基和培養環境的要求較高。

酵母表達系統：

釀酒酵母：是最早被用于重組蛋白表達的酵母之一，遺傳背景清楚，操作相對簡單。其表達的蛋白具有一定的翻譯后修飾能力，如糖基化、磷酸化等，且表達量較高。但釀酒酵母的糖基化方式與哺乳動物細胞有所不同，可能會影響蛋白的生物活性。

畢赤酵母：是一種甲基營養型酵母，具有高效的表達能力和較強的分泌能力，能夠將表達的蛋白分泌到培養基中，便于純化。而且畢赤酵母的生長速度快，易于培養和發酵，能夠在低成本的條件下實現大規模生產。其糖基化修飾相對較為接近高等真核生物，因此在生產一些需要糖基化修飾的重組蛋白時具有優勢。

乳酸克魯維酵母：具有良好的安全性，不會產生毒素，并且能夠在較低的溫度下生長和表達蛋白，有利于保持蛋白的穩定性。乳酸克魯維酵母的表達系統也具有一定的可調控性，可以根據需要調節蛋白的表達水平。

昆蟲表達系統：通常使用桿狀病毒作為載體來感染昆蟲細胞，如 sf9 或 high-5 等細胞系。該系統具有較高的表達效率，能夠表達一些在原核系統中難以表達的大分子質量蛋白、膜蛋白和蛋白激酶等。昆蟲細胞的翻譯后修飾能力相對較強，能夠進行較為復雜的糖基化、磷酸化等修飾，使表達的蛋白更接近天然結構和功能。此外，昆蟲表達系統具有在同一細胞內同時表達多個基因的能力，適用于生產多亞基蛋白或需要多種蛋白協同作用的復合物。不過，昆蟲表達系統的培養成本較高，且桿狀病毒的制備和操作相對復雜。

哺乳動物細胞表達系統：常用的細胞系包括中國倉鼠卵巢細胞（CHO）、人胚腎細胞（HEK293）等。該系統能夠對表達的蛋白進行最接近天然狀態的翻譯后修飾，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。哺乳動物細胞表達系統適用于生產一些對結構和功能要求較高的重組蛋白，如治療性蛋白、抗體等。但是，哺乳動物細胞的培養條件苛刻，生長速度慢，表達水平相對較低，大規模培養的成本較高，且獲得高表達細胞株所需時間長。