重组蛋白表达的几种形式

重组蛋白表达的几种形式

一、什么是重组蛋白表达

     揭示生命活动可以从基因、蛋白等不同层面进行探究，随着科学技术的不断发展，对于蛋白的研究，从蛋白提取发展到了重组蛋白表达，目前我们可以借助多种重组蛋白表达系统（原核表达系统、酵母表达系统、昆虫表达系统、哺乳表达系统、植物表达系统）来对我们的目的蛋白进行重组表达和分离纯化，进一步探究蛋白的功能，为科学研究提供了便捷的方法[1]。

二、重组表达的几种类型介绍

       根据蛋白表达分泌的位置，蛋白的表达形式可以分为胞内表达和分泌表达，以胞内表达为主；根据蛋白的产物形式，可以分为可溶性表达和不溶性表达（包涵体表达）；根据目的蛋白表达的方法，目的蛋白表达形式又分为融合表达和非融合表达[2]。

1 融合表达

      融合表达是指将目的蛋白的基因序列和其他蛋白标签基因序列一起构建到表达载体中，由相同的调控元件控制进行融合表达的方法。这种方法有以下特点：融合表达可以提高目的蛋白的表达效率，帮助蛋白正确折叠，有助于可溶性表达，而且表达的蛋白比较稳定，此外借助蛋白标签如His等使得纯化更加简便，且纯化后的重组蛋白在体外可以对蛋白标签进行去除。

2 非融合表达

       非融合表达与融合表达相对，是指目的蛋白不与任何蛋白标签进行融合表达，但这种表达方式表达出的蛋白往往会被宿主中蛋白酶降解，且表达的蛋白不能进行正确的折叠而失去生物活性。

3 胞内表达

       大多数目的蛋白的表达形式以胞内表达为主，有时候胞内表达往往对蛋白的结构会产生一定的影响，比如在原核表达时，胞内表达的蛋白往往容易因为胞内表达速度过快，而蛋白没有及时进行正确的折叠和修饰，从而形成包涵体，失去蛋白活性。而且在酵母中，胞内表达的蛋白往往表达量会偏低，且容易被酵母过度糖基化[3]。所以在蛋白表达时，我们可以借助目的蛋白或者分泌信号肽等一些蛋白标签来帮助重组蛋白进行分泌表达。

4 分泌表达

       重组蛋白分泌到细胞外的表达形式称为分泌表达，这种表达形式非常易于蛋白的纯化，且蛋白比较稳定不易降解。

5 可溶性表达

       由于只有少数的蛋白可以进行分泌表达，大多数蛋白以胞内表达为主，所以要想让蛋白以可溶性的形式表达，可以通过融合表达、包涵体复性以及降低蛋白表达速度的方式进行。

6 非可溶性表达（包涵体表达）

      非可溶性表达是指蛋白在宿主体内进行高水平表达时，由于不能及时进行正确的折叠而形成固体颗粒沉淀，称为包涵体，所以非可溶性表达又称为包涵体表达。包涵体往往由于没有正确的结构而不具有生物活性，但是其氨基酸序列是正确的。包涵体形成的原因主要和蛋白本身的性质、培养条件以及分子伴侣有关[2]。

        所以在解决包涵体问题的时候，常用的解决方法有添加蛋白标签进行融合表达/分泌表达、调整诱导条件（如降低培养温度、选用合适启动子、诱导剂等），降低蛋白表达速率、包涵体复性。

      卡梅德生物（KMD Bioscience）(https://www.kmdbioscience.cn/)多年致力于重组蛋白的表达和分离纯化，针对不同蛋白表达需求搭建了原核表达系统、酵母表达系统、昆虫表达系统、哺乳表达系统以及植物表达系统等蛋白平台，针对蛋白表达纯化，我们可以提供以下服务和蛋白表达解决方案。

1. 根据蛋白的性质，提供不同的表达体系

表达系统	目的蛋白
原核表达	1. 细胞因子 2. 来源于病毒的蛋白 3. 胞外序列（无跨膜结构域，蛋白整体亲水性较好）
酵母表达	1. 胞外序列（无跨膜结构域，蛋白整体亲水性较好） 2. 大规模发酵（工业客户） 3. 非跨膜蛋白
昆虫表达	1. 常规非跨膜蛋白表达 2. 来源于病毒的蛋白 3. 跨膜蛋白（一次、四次、七次、十二次跨膜蛋白等）
哺乳表达	1. 来源于人的蛋白（非跨膜蛋白） 2. 来源于哺乳动物的蛋白（非跨膜蛋白） 3 抗体表达

2. 蛋白可溶性表达

根据对蛋白的性质分析，我们可以推荐一套最适的表达方案和表达体系，我们有多种蛋白标签，如GST、His、SUMO等可以帮助蛋白可溶表达，而且自主研发设计改造了多种载体，可以在短时间内进行蛋白表达。并且我司欸有成熟的蛋白纯化平台，可以通过多种蛋白纯化方式对蛋白进行纯化，同时也可以对重组表达的蛋白在体外进行蛋白标签的切除。同时，我们拥有独特的包涵体复兴技术，可以实验对包涵体的复性。

3. 拥有多种规格的蛋白表达体系，分别满足科研和工业用户的不同需求。

4. 严格的质控标准：对纯化的蛋白进行SDS-PAGE和WB质量检测

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参考文献：

1. Belenkaya S. V., et al."Comparison of the Biochemical Properties of Recombinant Alpaca (Vicugna pacos) Chymosins Produced in Pro- and Eukaryotic Expression Systems." Applied Biochemistry and Microbiology 59.5(2023):630-635.
2. Suo Qian, et al."[Prokaryotic expression, polyclonal antibody preparation, spatio-temporal expression profile and functional analysis of c-Myc of Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae)].." Sheng wu gong cheng xue bao = Chinese journal of biotechnology 39.7(2023):2730-2742.
3. Wu Yijian, et al."An outlook to sophisticated technologies and novel developments for metabolic regulation in the Saccharomyces cerevisiae expression system." Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 11.(2023):1249841-1249841.