重组蛋白质的表达系统主要有哪些?

日期：2024-11-18 13:29:16

重组蛋白质的表达系统主要有以下几种：

原核表达系统：

大肠杆菌表达系统：是最常用的原核表达系统。具有遗传背景清楚、繁殖快、成本低、表达量高、技术成熟且易于操作等优点，适用于大规模生产。比如在生产一些结构相对简单、不需要复杂翻译后修饰的蛋白质时应用广泛，像用于科学研究的某些酶类、细胞因子等。不过，该系统缺乏真核生物的转录后和翻译后加工机制，不能进行糖基化、磷酸化等修饰，难以形成正确的空间构象折叠，且表达的蛋白质可能会形成包涵体。

芽孢杆菌表达系统：具有较强的分泌能力，能将表达的蛋白分泌到细胞外，便于后续的分离纯化。并且芽孢杆菌具有一定的抗逆性，在一些较为恶劣的环境条件下也能生长和表达蛋白。但是，其表达效率和稳定性相对大肠杆菌可能会稍差一些。

链霉菌表达系统：能够表达一些结构复杂、具有特殊修饰要求的蛋白质。链霉菌具有丰富的次级代谢产物合成能力，可以为重组蛋白提供一些特殊的修饰和加工，使蛋白具有更好的活性和功能。不过，链霉菌的培养条件相对复杂，对培养基和培养环境的要求较高。

酵母表达系统：

酿酒酵母：是最早被用于重组蛋白表达的酵母之一，遗传背景清楚，操作相对简单。其表达的蛋白具有一定的翻译后修饰能力，如糖基化、磷酸化等，且表达量较高。但酿酒酵母的糖基化方式与哺乳动物细胞有所不同，可能会影响蛋白的生物活性。

毕赤酵母：是一种甲基营养型酵母，具有高效的表达能力和较强的分泌能力，能够将表达的蛋白分泌到培养基中，便于纯化。而且毕赤酵母的生长速度快，易于培养和发酵，能够在低成本的条件下实现大规模生产。其糖基化修饰相对较为接近高等真核生物，因此在生产一些需要糖基化修饰的重组蛋白时具有优势。

乳酸克鲁维酵母：具有良好的安全性，不会产生毒素，并且能够在较低的温度下生长和表达蛋白，有利于保持蛋白的稳定性。乳酸克鲁维酵母的表达系统也具有一定的可调控性，可以根据需要调节蛋白的表达水平。

昆虫表达系统：通常使用杆状病毒作为载体来感染昆虫细胞，如 sf9 或 high-5 等细胞系。该系统具有较高的表达效率，能够表达一些在原核系统中难以表达的大分子质量蛋白、膜蛋白和蛋白激酶等。昆虫细胞的翻译后修饰能力相对较强，能够进行较为复杂的糖基化、磷酸化等修饰，使表达的蛋白更接近天然结构和功能。此外，昆虫表达系统具有在同一细胞内同时表达多个基因的能力，适用于生产多亚基蛋白或需要多种蛋白协同作用的复合物。不过，昆虫表达系统的培养成本较高，且杆状病毒的制备和操作相对复杂。

哺乳动物细胞表达系统：常用的细胞系包括中国仓鼠卵巢细胞（CHO）、人胚肾细胞（HEK293）等。该系统能够对表达的蛋白进行最接近天然状态的翻译后修饰，如正确的糖基化、磷酸化、二硫键形成等，使蛋白具有良好的生物活性和功能。哺乳动物细胞表达系统适用于生产一些对结构和功能要求较高的重组蛋白，如治疗性蛋白、抗体等。但是，哺乳动物细胞的培养条件苛刻，生长速度慢，表达水平相对较低，大规模培养的成本较高，且获得高表达细胞株所需时间长。