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新聞資訊

常用蛋白表達係統——優缺點、應用領域

2015-07-30
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蛋白表達是指用模式生物如細菌、酵母、動物細胞或者植物細胞表達外源基因蛋白的一種分子生物學技術。

表達係統優點缺點應用領域
大腸杆菌表達係統
（Escherichia coli）		表達水平高；
低成本；
簡單的培養條件；
生產迅速；
可拓展性強；
轉化操作簡單；
蛋白表達可以通過多個參數進行優化；
容易形成二硫鍵		蛋白折疊性較差（包括細菌蛋白）；
易形成包涵體；
低效的體外折疊可能抵消優勢；
與真核生物不同密碼子體係；
很少的翻譯後修飾；
內毒素		純化蛋白的生產（結構、酶、藥物發現）；
藥物蛋白生產
畢赤酵母表達係統
（Pichia pastoris）		表達水平高；
低成本；
簡單的培養條件；
生產迅速；
可拓展性強；
分泌蛋白或細胞內表達的良好選擇；
蛋白分泌高效且允許簡單純化；
廣泛的翻譯後修飾；
N-端糖基化能力優於釀酒酵母；
無內毒素		使用甲醇作為誘導劑具有一定危害；
糖基化仍然不同於哺乳動物細胞		純化蛋白的生產（結構、酶、藥物發現）
釀酒酵母表達係統
（Saccharaomyces cerevisiae）		表達水平較高；
分泌蛋白或細胞表達的良好選擇；
低成本；
簡單的培養條件；
可拓展性強；
擁有大多數真核生物的翻譯後修飾；
有效的蛋白折疊；
無內毒素；
比畢赤酵母的表達水平低；
分泌能力可能低於畢赤酵母；
糖基化與哺乳動物細胞不同；
過糖基化；
N-端糖基鏈結構具有致敏性		純化蛋白的生產（結構、酶、藥物發現）；
藥物蛋白生產
哺乳動物細胞表達係統較高的表達水平；
中度的可擴展性；
細胞的懸浮培養特性可大規模生產；
有效的蛋白折疊；
適合分泌蛋白；
充分的翻譯後修飾；
無內毒素		培養基昂貴；
複雜的生長條件		純化蛋白的生產（結構、酶、藥物發現）；
藥物蛋白生產；
基於細胞的研究
杆狀病毒浸染後的昆蟲細胞
( 杆狀病毒-昆蟲細胞表達係統)		表達水平高（特別是細胞內蛋白）；
較快的生長速度；
有效的細胞折疊；
中度可擴展性；
廣泛的翻譯後修飾；
糖基化與哺乳動物細胞類似；
相對容易地酶促的去糖基化（對於蛋白結構測定有利）；
無內毒素		培養基昂貴；
需要大量的病毒；
親肽的分泌通路低效；
糖基化仍然不同於哺乳動物細胞；
病毒侵染會導致細胞裂解和潛在的表達蛋白降解		純化蛋白的生產（結構、酶、藥物發現）
瞬時表達係統蛋白的快速生產通道轉染試劑昂貴；
需要大量質粒DNA
穩定細胞係可獲得蛋白生產細胞株係生產速度緩慢（需要數月），特別是使用選擇性克隆的情況下傳代過程中表達能力可能下降
無細胞蛋白生產蛋白的快速生產通道；
大腸杆菌，小麥胚芽，昆蟲和哺乳動物係統均市售；
生產量的可控；
蛋白合成條件可控；
可容易地吸收非氨基酸組分；
可利用PCR產物作為模版，適合於簡單的高通量方法；
在沒有犬科胰島素的情況下有限的翻譯後修飾		量化生產成本昂貴純化蛋白的生產（結構、酶、藥物發現）；
體外表達克隆；
同位素標記過的核磁共振蛋白；
吸收非天然氨基酸組分
BacMam-介導的瞬時轉導蛋白的快速生產通道；
可擴展性強；
無需純化所需的大量質粒DNA；
非裂解（參見杆狀病毒/昆蟲細胞）		許多人體細胞的高效轉導；
病毒需求量大


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