重组蛋白表达系统是指利用基因工程技术将外源基因导入到合适的宿主细胞中,并通过宿主细胞的转录和翻译机制生产出具有特定生物学活性的蛋白质的系统。
目前,常见的重组蛋白表达系统主要包括以下六种:
一、 原核表达系统
1.主要特点:
发展完善、流程简单快速、成本低、产量高。
适宜于表达原核来源的以及不需要翻译后修饰的真核蛋白。
2.代表宿主:
大肠杆菌(E. coli):最常用的原核表达宿主,具有遗传背景清楚、生产时间短、易于放大生产等优点。大肠杆菌表达系统基于T7 RNA聚合酶及其强启动子之间的特异性和转录的高效性,如pET系统。
二、酵母表达系统
1.主要特点:
真核表达系统,能对多数蛋白进行翻译后修饰,制备的蛋白更接近于天然蛋白。
经济高效,适用于大规模生产。
2.代表宿主:
毕赤酵母(Pichia pastoris):一种常用的酵母表达系统,通过甲醇诱导表达外源蛋白,表达量高且稳定。
三、 昆虫细胞表达系统
1.主要特点:
真核表达系统,能够容纳较大的外源片段插入。
表达的蛋白具有完整的生物学功能,适用于生产复杂的蛋白质。
2.代表宿主:
利用昆虫杆状病毒作为载体,在昆虫细胞中表达外源蛋白。
四、哺乳动物细胞表达系统
1.主要特点:
能够表达天然结构完整、生物活性接近于天然蛋白质的重组蛋白。
适用于需要复杂翻译后修饰和高级糖基化的蛋白质生产。
2.代表宿主:
CHO细胞:中国仓鼠卵巢细胞,是生物制药领域广泛应用的哺乳动物细胞表达系统。
HEK293细胞:人胚胎肾细胞,也常用于重组蛋白的生产。
五、 转基因植物表达系统
1.主要特点:
利用转基因技术将外源基因导入植物细胞,通过植物组织培养技术生产重组蛋白。
成本低、产量大,适用于生产食品、饲料添加剂等。
2.代表宿主:
玉米、烟草、水稻等植物。
六、转基因动物表达系统
1.主要特点:
通过转基因技术将外源基因整合到动物基因组中,实现外源蛋白在动物体内持续表达。
适用于生产大分子、复杂结构的重组蛋白,如血液制品、酶制剂等。
2.代表宿主:
转基因小鼠、转基因羊等。