原核表達蛋白

原核表達系統

原核表達系統是通過原核生物來獲得外源蛋白的體系,主要包括:大腸桿菌表達、枯草芽孢桿菌表達、鏈霉菌表達等,其中大腸桿菌系統應用最為廣泛,一般所說的原核系統主要是指大腸桿菌表達。

原核表達服務

原核系統特點

優點 缺點
宿主菌生長快,培養簡單,操作方便;
價格低廉;
遺傳背景清楚,基因安全;
蛋白表達量高。
無法對表達時間及表達水平進行調控;
表達產物的生物活性較低,原核表達系統翻譯后加工修飾體系不完善。

類別

大腸桿菌表達原理:Lac阻遏物是一種具有4個相同亞基的四級結構蛋白,都有一個與誘導劑結合的位點。在沒有乳糖存在時,lac操縱子(元)處于阻遏狀態,Lac阻遏物能與操縱基因O結合,阻礙RNA聚合酶與P序列結合,抑制轉錄起動。而當有誘導劑與阻遏蛋白結合后,其蛋白構象就發生變化,導致阻遏物從操縱基因O上解離下來,RNA聚合酶不再受阻礙,發生轉錄。詳情見IPTG誘導蛋白表達的原理
系統優點:遺傳背景清楚,成本低,生長快、技術操作簡單,培養條件簡單。
系統缺點:不能對表達產物進行翻譯后修飾,含有大量內毒素,容易形成包涵體。

枯草芽孢桿菌原核表達
枯草芽孢桿菌表達

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    枯草芽孢桿菌系統介紹及原理 枯草芽孢桿菌系統優缺點
優點 缺點
非致病性,除個別對人體有害;
沒有明顯的密碼子偏愛性,同時表達不容易形成包涵體;
培養簡單,細胞壁組成簡單無脂多糖,在分泌蛋白時不會混入內毒素;
質粒和噬菌體都可以作為克隆載體;
含有大量蛋白酶,會使目的蛋白降解;
存在限制和修飾系統,質粒分化和結構不穩定;
難形成感受態細胞,并且持續時間短,轉化率低,克隆效率低;
枯草芽孢桿菌原核表達
鏈霉菌表達

    鏈霉菌系統介紹及原理
    鏈霉菌系統優缺點

鏈霉菌表達系統是繼大腸桿菌表達系統和枯草桿菌表達系統之后又發現的具有研發價值的原核表達系統,它廣泛用于工業生產,其工業規模生產抗生素技術歷史悠久。鏈霉菌不同于大腸桿菌,它們只有單層細胞外壁,可以把蛋白分泌到培養基中,對此已經研究了近10年,每年都有不少相關報道。

優點 缺點
致病性小;
鏈霉菌表達系統中表達的蛋白通常是可溶的;
可使外源基因分泌表達,簡化純化分離步驟;
工業規模發酵技術相當成熟;
外源基因的引入比大腸桿菌復雜;
難以轉化或轉化率低;
鏈霉菌表達系統還不夠完善;

原核與真核系統比較

?比較 原核表達系統 真核表達系統
優點 宿主菌生長快,培養簡單,操作方便 可以進行翻譯后修飾如糖基化、磷酸化、寡聚體等高級結構的正確折疊
價格低廉 可為分泌型,提純工藝簡單
遺傳背景清楚,基因安全 可用為基因藥物,輔助疾病治療
缺點 不能對蛋白進行加工修飾 周期相對較長,表達量低,操作繁瑣
是否含有內含子 否(表達簡單,不能對蛋白修飾加工) 是(可以對蛋白進行加工修飾得到成熟的蛋白)
調控 原核表達系統主要是正調控、負調控 真核表達系統主要是正調控,負調控少
表達水平 原核蛋白表達高 真核蛋白表達低
糖基化
磷酸化修飾
乙酰化修飾
γ-羧化修飾 只有哺乳動物有

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