重組蛋白的原理、系統及用途詳解

一、重組蛋白表達的原理

重組蛋白表達是利用DNA重組技術，將目標基因（外源基因）導入宿主細胞中，并通過宿主細胞的生物機制使其表達出特定蛋白。其主要步驟包括：

基因克隆：將目標基因經過PCR擴增后，與表達載體連接，形成重組質粒。

轉染或轉化：將重組質粒導入宿主細胞中，可以使用化學方法、電穿孔或者嗜熱菌等方式進行轉染或轉化。

表達蛋白：重組質粒進入宿主細胞后，融合到宿主細胞的染色體中，隨后遵循細胞的轉錄和翻譯機制，表達出目標蛋白。

二、常見的重組蛋白表達系統

大腸桿菌表達系統：大腸桿菌是常用的重組蛋白表達宿主細胞之一。其優點在于生長快速、易于培養，并且能夠產生大量的蛋白。此外，大腸桿菌的遺傳工具和代謝途徑也被廣泛研究，提供了便利。

酵母表達系統：酵母表達系統包括釀酒酵母和畢赤酵母。這些酵母細胞具有真核細胞的特點，能夠進行正確的蛋白折疊和修飾。同時，酵母細胞也可以進行大規模培養和高表達，適用于一些復雜蛋白的表達。

昆蟲細胞表達系統：昆蟲細胞表達系統常用于大規模蛋白表達。昆蟲細胞具有真核細胞的優勢，能夠對蛋白進行正確的折疊和修飾，適合于表達大量需求復雜結構的重組蛋白。

哺乳動物細胞表達系統：哺乳動物細胞的表達系統可用于高效表達復雜蛋白和進行蛋白質研究。哺乳動物細胞具有真核細胞特點，能夠進行正確的蛋白質修飾和折疊，并且在一些特殊情況下需要考慮到人類蛋白的免疫原性。

三、重組蛋白生產步驟

細胞中有兩個蛋白生產階段：轉錄和翻譯，被稱為分子生物學的中心法則。換言之，轉錄和翻譯步驟屬于重組蛋白表達步驟。

為了生產重組蛋白，基因被分離并克隆到表達載體中。重組蛋白的生產需要蛋白表達系統、蛋白純化系統和蛋白識別系統。

獲取重組蛋白的基本步驟：

1.目標基因的擴增。

2.插入克隆載體。

3.亞克隆到表達載體中。

4.轉化到蛋白表達宿主中(細菌(大腸桿菌)、酵母細胞、哺乳動物細胞或桿狀病毒-昆蟲細胞系統)。

5.重組蛋白鑒定試驗(Western blot或熒光)

6.大規模生產。(大規模發酵)

7.分離和純化。

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