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用于一般蛋白表达的宿主菌及其选择

2025年05月08日 09:54上海远慕生物科技有限公司点击量:4

大肠杆菌,也称大肠埃希氏菌(E.coli,Escherichia coli),其作为表达宿主的优势是遗传背景清晰、生产成本较低,不足之处是无翻译后修饰功能,不适用于表达复杂蛋白。生物领域同行们结合其优劣势,使用大肠杆菌生产了多品类的预防性疫苗、治疗性重组蛋白、治疗性酶、医美原料、科研用酶和工业用酶。



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用于一般蛋白表达的宿主菌及其选择

(1)大肠杆菌BL21

大肠杆菌BL21的基因型为B F-dcm ompT hsdS(rB-mB-)gal[malB+]κ-12(λS),各个基因型简析如下:

B:代表B系菌种;B系大肠杆菌属于lon-dcm-基因型,lon突变导致ATP依赖性蛋白酶Lon缺失,减少重组蛋白的降解,提高重组蛋白产量。dcm突变使胞嘧啶甲基化酶失活(CCWGG),用于制备特定位点未甲基化的DNA,使用甲基化敏感的限制性酶进行酶切时需格外注意。

F-:不含F致育因子。

dcm:如上,B系菌株均带有dcm基因型。

ompT:ompT基因突变导致外膜蛋白酶VII缺陷,减少重组外源蛋白的降解,可提高目的蛋白的表达量。

hsdS(rB-mB-):菌株具有失活的原生限制/甲基化系统,避免外源DNA的降解。

gal:菌株不能直接利用半乳糖。

[malB+]κ-12(λS):malB区域来源于E.coli K-12(K系菌株)。

适用质粒:大肠杆菌BL21表达大肠杆菌RNA聚合酶,适合依赖于大肠杆菌RNA聚合酶的质粒载体,如pGEX、pMAL等。小伙伴们要注意了,BL21菌株不表达T7 RNA聚合酶,不适合T7启动子;常用的原核表达载体pET系列是T7启动子,不能与BL21菌株配套使用。

(2)大肠杆菌BL21(DE3)

大肠杆菌BL21(DE3)基因型为B F-OmpT hsdS B(rB-mB-)gal dcm[malB+]κ-12(λS)(DE3),是被λ噬菌体DE3溶原化获得的BL21衍生菌株,DE3区域包括由lacUV5启动子控制的T7 RNA聚合酶基因与lac阻遏蛋白过表达突变基因,通过IPTG诱导目的蛋白表达。

适用质粒:大肠杆菌BL21(DE3)基于T7启动子和非T7启动子的质粒载体,包括pET系列、pGEX和pMAL。

大肠杆菌BL21(DE3)是一般蛋白表达的常用宿主,存在一定的本底表达,因此不适用于毒性蛋白的表达。

(3)大肠杆菌BL21 Star(DE3)

大肠杆菌BL21 Star(DE3)基因型为B F-ompT hsdSB(rB-mB-)gal dcm rne131(DE3),增加了rne131突变(RNase E编码基因),导致RNase E表达缺陷,可以增强mRNA稳定性,提高外源蛋白表达量。

适用质粒:大肠杆菌BL21 Star(DE3)适用基于T7启动子和非T7启动子的质粒载体,包括pET系列、pGEX和pMAL。

大肠杆菌BL21 Star(DE3)用于一般蛋白的表达,不建议表达毒性蛋白。

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