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蛋白表達(dá)系統(tǒng)是指由宿主、外源基因、載體和輔助成分組成的體系，通過這個(gè)體系可以實(shí)現(xiàn)外源基因在宿主中表達(dá)的目的。大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)：對(duì)于表達(dá)不同的蛋白，需要采用不同的載體。目前已知的大腸桿菌的表達(dá)載體可分為非融合型表達(dá)載體和融合型表達(dá)載體兩種。非融合表達(dá)是將外源基因插到表達(dá)載體強(qiáng)啟動(dòng)子和有效核糖體結(jié)合位點(diǎn)序列下游，以外源基因mRNA的AUG為起始翻譯，表達(dá)產(chǎn)物在序列上與天然的目的蛋白一致。融合表達(dá)是將目的蛋白或多肽與另一個(gè)蛋白質(zhì)或多肽片段的DNA序列融合并在菌體內(nèi)表達(dá)。融合型表達(dá)的載體包括分泌表達(dá)載體、帶純化標(biāo)簽的表達(dá)載體、表面呈現(xiàn)表達(dá)載體、帶伴侶的表達(dá)載體。
蛋白表達(dá)系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么：
優(yōu)點(diǎn)：遺傳背景清楚；繁殖快、成本低、抗污染能力強(qiáng)；表達(dá)量高、表達(dá)產(chǎn)物分離純化相對(duì)簡單、穩(wěn)定性好；商品化的載體和菌株種類非常齊全、適用范圍廣等。
缺點(diǎn)：
可能會(huì)產(chǎn)生一些致熱源(內(nèi)毒素)，并且大腸桿菌本身含有內(nèi)毒素和有毒蛋白，可能混雜在終產(chǎn)物里；
沒有真核轉(zhuǎn)錄后加工的功能，不能進(jìn)行mRNA的剪接，所以只能表達(dá)cDNA而不能表達(dá)真核的基因組基因；
沒有真核翻譯后加工的功能，表達(dá)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，不能進(jìn)行糖基化、磷酸化等修飾，難以形成正確的二硫鍵配對(duì)和空間構(gòu)像折疊，因而產(chǎn)生的蛋白質(zhì)常沒有足夠的生物學(xué)活性；
表達(dá)的蛋白質(zhì)經(jīng)常是不溶的，會(huì)在細(xì)菌內(nèi)聚集成包涵體，尤其當(dāng)表達(dá)目的蛋白量超過細(xì)菌體總蛋白量10%時(shí)，就很容易形成包涵體。生成包涵體的原因可能有是蛋白質(zhì)合成快速太快，多肽鏈相互纏繞，缺乏使多肽鏈正確折疊的因素，導(dǎo)致疏水基因外露等。細(xì)菌裂解后，包涵體的離心后的沉淀中，雖然有利于目的蛋白的初步純化，但無生物活性的不溶性蛋白，要經(jīng)過復(fù)性，使其重新散開、重新折疊成具有天然蛋白構(gòu)象和良好生物活性的蛋白質(zhì)，常常是一件很困難的事情。也可以設(shè)計(jì)載體使大腸桿菌分泌表達(dá)出可溶性目的蛋白，但表達(dá)量往往不高。
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