蛋白表达系统的应用及其影响因素详解

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蛋白表达系统指宿主、外源基因、载体和辅助成分组成的体系，通过这个体系可以实现外源基因顺利的实现在宿主中表达。蛋白表达体系通常由以下几部分组成：

1. 宿主：用来表达的生物体，可以为细菌（大肠杆菌、枯草芽孢杆菌）、酵母、植物细胞、动物细胞等。由于各种宿主生物本身的特性多种多样，因此采用的表达体系也不相同

2. 载体：载体的选择需要根据宿主而定，根据宿主不同，分为原核（大肠杆菌、枯草芽孢杆菌）表达载体、酵母表达载体、植物表达载体、哺乳动物表达载体、昆虫表达载体等。载体中还有外源基因片段，外源基因通过载体介导，可以在宿主中表达。

3. 辅助成分：有的表达系统中还包括了协助载体进入宿主的辅助成分，比如：昆虫-杆状病毒表达系统中的杆状病毒。

重组蛋白表达的三个主要系统是细菌表达系统（例如乳酸乳球菌和大肠杆菌）、酵母和杆状病毒以及哺乳动物细胞介导的蛋白表达。

应用：

表达后的蛋白常应用于：

1）作为抗原制备抗体；

2）参与细胞实验与动物实验；

3）测定蛋白酶活；

4）研究蛋白相互作用；

5）研究蛋白结晶结构；

6）免疫组化实验；

7）药物蛋白研究、生产等。

影响蛋白表达的因素有：

1.蛋白本身的特性：蛋白分子量大小、蛋白来源/物种、是否为毒性蛋白，蛋白翻译后修饰程度、蛋白自身结构的复杂程度

2.宿主的选择：宿主本身的特性、蛋白表达需求等都影响着蛋白表达

3.蛋白需求量：蛋白应用范围对应的需求量不同，所以要根据需求量确定表达系统

4.质粒载体的选择：载体是携带外源基因的工具，要根据系统选择合适的载体才能使蛋白更好的表达

5.融合标签的选择：蛋白重组表达过程中采用亲和标签融合表达有两方面的作用：一方面是为了使蛋白纯化过程变得更加容易；另一方面是为了促进某些不溶性蛋白可溶

6.蛋白表达系统的优化：重组蛋白的表达往往不像理论那样一帆风顺，在实际的表达过程中有可能产生各种各样的问题，因此表达系统的优化很重要。

如何选择合适的表达系统

没有一个表达系统是完美的，要针对每个重组蛋白来评估哪种系统最有效。每个蛋白表达系统的生产速度、成本、糖基化和折叠等特性都各不相同，且跨度很大。如下图：

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