真核蛋白表達

真核表達是近年來常用的一種表達重組蛋白的手段,它補充了一些原核蛋白表達系統中所缺乏的功能,例如真核表達時能夠形成穩定的二硫鍵,在蛋白經過翻譯后可對蛋白進行正確修飾,使表達出來的蛋白更具天然活性而不是被降解或者是形成包涵體;利用真核表達系統可以誘導高效表達,加快了人們對基因研究以及藥物研究的進程。
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真核表達系統分類、優缺點及應用

表達系統 類別 優缺點 表達方式 優缺點 系統應用與比較
真核表達系統 哺乳動物細胞表達系統 能誘導高效表達,對表達的蛋白進行正確折疊,并進行復雜糖基化修飾,蛋白活性接近于天然蛋白,不需去除內毒素,周期較長,操作復雜,需要細胞房,無菌,成本投入高 瞬時轉染 能夠快速靈活的制備活性蛋白,周期為3-4天;外源基因不能整合到細胞上,不能穩定表達目的蛋白,不適合大批量表達蛋白。 細哺乳動系統是基因工程藥物的生產平臺,適用于新基因的發現,蛋白質結構和功能的研究。是真核表達系統中成本最昂貴的但是也是唯一可以表達復雜蛋白基因的系統。
穩定細胞系構建 外源基因能在細胞內穩定表達,篩選出的穩定細胞株能夠實現蛋白的大量生產篩選困難且時間長,投入大
酵母表達系統 遺傳背景清楚,操作較為簡便,容易進行遺傳操作,有較為完善的真核蛋白表達控制系統; 畢赤酵母表達 能大規模真核表達蛋白,可表達出克級蛋白;甲醇誘導操作方面需要時間;甲醇毒性大,不適用于生產食品蛋白. 在基因,遺傳疾病研究中運用廣泛,許多遺傳性疾病的基因都和酵母基因有很高的同源性,研究酵母基因的編碼以及其真核蛋白表達的蛋白可加深對這些疾病的了解,與哺乳動物系統相比只能表達簡單修飾的蛋白。
釀酒酵母表達 機理清楚,遺傳操作簡單;沒有特異型病毒,成本低;可能會超糖基化;產生乙醇對細胞具有毒性。
昆蟲表達系統 細胞表達量高;表達的外源基因片段很大,最大可達到200KD;可實現蛋白的糖基化和磷酸化修飾;投入成本較高。 昆蟲系統適用于表達高等真核生物蛋白 可大規模懸浮培養,基礎研究,醫藥衛生以及農業。成本較酵母系統較貴,但比哺乳系統便宜

真核表達系統的選擇與應用

酵母蛋白表達系統

酵母真核蛋白表達系統有甲醇酵母表達系統,釀酒酵母表達系統,裂殖酵母表達系統以及克魯維酸酵母表達系統等,其中最早應用于基因工程的酵母是釀酒酵母,但現在運用最廣泛的酵母表達系統還是甲醇酵母表達系統中的畢赤酵母真核蛋白表達系統。

哺乳動物細胞表達系統

哺乳動物細胞表達系統是真核表達系統中唯一可以表達復雜蛋白的系統,它能夠指導真核表達蛋白進行正確折疊,提供復雜的N型糖基化和準確的O型糖基化等多種翻譯后加工功能,所以它和昆蟲酵母系統比較更具有發展潛力,哺乳動物細胞真核表達的蛋白與天然真核表達蛋白的結構、糖基化類型和方式幾乎相同且能正確組裝成多亞基蛋白,但成本較高也一定程度上減緩了它的發展速度。哺乳動物細胞表達系統主要是通過改造宿主細胞來提高外源蛋白的表達效率,常用的宿主細胞有CHO、COS、BHK、SP2 /0N等,哺乳動物轉染方法*有脂質體轉染法,電穿孔法以及病毒轉染等。

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