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各蛋白表达系统有何区别 [复制链接]

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如果要谈蛋白表达这件事儿,那么首先不得不提的是常见的各种蛋白表达系统:从原核细胞表达平台到HEK稳定株及瞬时表达平台,还有常用的杆状病*-昆虫细胞表达平台、酵母细胞表达平台——重组蛋白的不同表达平台,会为我们的实验和研究带来什么?

优质蛋白表达系统,到底有多重要?制备高质量、高纯度、高天然保真性的蛋白,是许多实验关键性的第一步。多年来,生物技术上的巨大进步使得大规模表达和分离重组蛋白得以实现。然而,对于酶、抗体或疫苗生产等大规模应用,所需蛋白质的量相当高。在这种情况下,表达蛋白质的系统必须易于培养和维持,生长迅速,并能产生大量蛋白质,而表达高品质的蛋白,才能在实验中保证后续步骤的正常进行。您是否为蛋白质表达的质量不高而烦恼?是否因为对各种蛋白表达系统的优势不够明确,所以无法选择适合您蛋白的表达方式?那么接下来,小编就以在艾柏森生物科技有限公司多年的蛋白表达经验,为大家简要对比一下这些平台。原核细胞表达平台它是最常用的也是应用非常广泛的表达系统,经济实惠,可以表达一些无糖基化或者经过简单修饰的重组蛋白,但是有些特殊的表达载体难以与宿主菌相容,使得目的蛋白无法表达,还有就是经常出现包涵体,表达蛋白不可溶,在纯化过程中容易造成重组蛋白失活。当然为了克服这些问题,一般要经常进行表达载体与菌株相容性测试、诱导表达条件优化、复性等试验,富有经验的公司或经常用到这类的蛋白表达系统的实验室,会建立完整的载体与最佳菌株相容库。

图一大肠杆菌

CHO稳定株和HEK瞬时表达平台这两个哺乳动物细胞系统表达平台的出现克服了翻译后修饰蛋白表达的问题。此平台表达的蛋白主要优点是具备折叠和修饰的功能,高度人源化,可以用于结构、功能分析。蛋白表达量明显提高,使得大规模表达更加容易。稳定及瞬时表达平台,从细胞转染、筛选到分离,整个操作过程在无血清培养条件下完成,可以实现翻译后特殊修饰,形成多聚体,在多肽内或多肽间形成二硫键,或者进行特殊的糖基化。我们现在每天进行小规模的蛋白表达可以近千次,从ml的细胞筛选到1L的表达条件构建不等。我司建立的高效稳定株、细胞系,可以进行大规模生产,从2L到L培养体系的稳定运行,cGMP车间的L到0L的稳定表达。

杆状病*-昆虫细胞表达平台操作流程简单、表达水平高,可以表达翻译后修饰的重组蛋白,可用于表达多种病*蛋白、激酶蛋白等,尤其擅长进行定位于胞内、核内的重组蛋白表达。sf9、sf21昆虫细胞为主要应用的几种细胞,培养条件以及培养基的优化,也可以有效的提高重组蛋白表达量。

图三昆虫杆状病*

酵母细胞表达平台以毕赤酵母为表达载体,融合了原核表达与真核表达平台的优点,可以表达糖基化蛋白,表达量高且稳定。此系统可以尝试表达一些在其他系统无法表达的蛋白。

图四酵母细胞

多年的蛋白表达经验,从原核到真核,从最初的瓶瓶罐罐到现在的不同规格的反应器,可以说小编见证了重组蛋白从难表达到规模化制备的过程,也见证了公司的发展,在此项技术上不断地完备和进步。蛋白质表达后的质量检测蛋白浓度测定、吸收光谱检测、N末端序列测定、质谱分析等蛋白性质、功能等分析测定等这几个方面是最为常用,也是最为直观的,最直观简洁的当然是蛋白浓度跟吸收光谱,但想要进一步测定自己表达出的蛋白是否符合后续研究标准,就不得不说起其他性质检测。想了解蛋白质质控请点这里:——蛋白多环节多方法质控,我们该选择什么?

简要介绍过蛋白质表达系统,那么,我们平时该怎么根据需求选择具体应用什么蛋白表达方式?首先,科研中需要表达的蛋白质,主要分有*性蛋白,生长因子,酶等几个大类,应用于作为抗原制备抗体,参与细胞实验动物实验,测定蛋白酶活性,研究蛋白互作;蛋白质共结晶研究,免疫组化实验等各种方面与领域,而不同应用对于蛋白的要求互不相同,在我们进行蛋白表达之前,主要需要考虑:

蛋白质本身特性:蛋白质分子量大小;蛋白来源/物种;是否为*性蛋白;蛋白翻译后修饰程度;蛋白结构复杂程度,在细胞内外的定位等;蛋白需求量:不同下游应用需求量有所区别,制备抗体需2-8mg,常规功能学研究需要10-μg,细胞实验或药物研究则需更多;蛋白纯化标签去留:纯化标签主要有:His;GST;SUMO;MBP等,His标签只有0.84kd,利于纯化且对蛋白无影响,可以保留;其他属于大标签,可以提高蛋白科荣性,但需要切除,否则会影响蛋白结构功能。蛋白表达系统选择:不同蛋白表达系统有不同特性,需要结合蛋白应用,全面考虑条件,选择合适的表达系统。

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