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原核表達(dá)系統(tǒng)的菌種培養(yǎng)
閱讀：1343 發(fā)布時(shí)間：2017-10-17根據(jù)菌種培養(yǎng)表達(dá)體系的不同可分為原核表達(dá)體系和真核表達(dá)體系，二者各有特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需要選擇適合的表達(dá)體系。
一、原核表達(dá)系統(tǒng)的宿主菌
原核表達(dá)系統(tǒng)的宿主菌有多種．主要有大腸桿菌、芽孢桿菌、鏈霉菌和藍(lán)細(xì)菌(藍(lán)藻)等。
1. 大腸桿菌
為革蘭陰性細(xì)菌，是迄今為止研究得zui為詳盡的原核表達(dá)宿主，具有清楚的遺傳背景，目標(biāo)基因表達(dá)水平高，培養(yǎng)周期短，抗污染能力強(qiáng)，代謝途徑和基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制比較清楚，表達(dá)載體多等特點(diǎn)。
但是大腸桿菌作為宿主細(xì)胞表達(dá)真核生物基因時(shí)，也經(jīng)常出現(xiàn)表達(dá)產(chǎn)物不穩(wěn)定或無(wú)活性等難以應(yīng)用的情況，主要是由于大腸桿菌缺乏真核生物的蛋白質(zhì)折疊系統(tǒng)和加工系統(tǒng)，因而其所表達(dá)的重組蛋白不能形成正確的空間構(gòu)象，也無(wú)法對(duì)表達(dá)的真核蛋白進(jìn)行糖基化或磷酸化等修飾。此外，大腸桿菌內(nèi)源性蛋白酶易降解空間構(gòu)象不正確的異源蛋白，造成表達(dá)產(chǎn)物不穩(wěn)定；大腸桿菌細(xì)胞膜間隙中含有大量的內(nèi)毒素，痕量的內(nèi)毒素即可導(dǎo)致人體熱原反應(yīng)。為了克服上述缺陷，在應(yīng)用時(shí)必須對(duì)大腸桿菌進(jìn)行特定遺傳改造，或選擇經(jīng)過(guò)特定遺傳改造的受體菌株。目前常用于外源基因表達(dá)的大腸桿菌受體菌株有BL2I(DE3)、JMl09菌株等。
2. 芽孢桿菌
為革蘭陽(yáng)性細(xì)菌，除極少數(shù)種類外，芽孢桿菌是非致病微生物，某些芽孢桿菌的遺傳背景比較清楚，且利用芽孢桿菌進(jìn)行發(fā)酵的技術(shù)相當(dāng)成熟，其表達(dá)產(chǎn)物能分泌到細(xì)胞外的培養(yǎng)基中，并且多數(shù)表達(dá)產(chǎn)物具有天然構(gòu)象和生物學(xué)活性。但野生型芽孢桿菌能分泌大量的胞外蛋白酶，影響外源基因表達(dá)產(chǎn)物的穩(wěn)定性。
因此，在構(gòu)建芽孢桿菌表達(dá)系統(tǒng)宿主菌時(shí)需要將蛋白酶基因進(jìn)行突變或敲除，使其降低活性甚至失活。芽孢桿菌受體表達(dá)系統(tǒng)的研究應(yīng)用從20世紀(jì)70年代的枯草芽孢桿菌(又稱枯草桿菌，Bac?illus subtilis)開(kāi)始，己逐步擴(kuò)展至其他種。迄今，已在枯草桿菌及其近緣種中克隆和表達(dá)了大量原核和真核基因，其中有的已應(yīng)用于工業(yè)，取得了不少成績(jī)。
3. 鏈霉菌
為革蘭陽(yáng)性細(xì)菌，廣泛分布于土壤中，菌種培養(yǎng)是一類能產(chǎn)生多種生理活性物質(zhì)的非致病菌，使用比較安全，表達(dá)產(chǎn)物可分泌到細(xì)胞外，具有豐富的次生代謝途徑和初級(jí)、次生代謝調(diào)控系統(tǒng)，并且發(fā)酵技術(shù)成熟。目前，來(lái)自于原核和真核的多個(gè)物種的基因在變鉛青鏈霉菌中都可以表達(dá)，如大腸桿菌的卡那霉素抗性基因(kanr)、牛生長(zhǎng)激素基因、人白細(xì)胞介素2基因、人乙肝表面抗原(HBSAg)基因、人類干擾素(rFN．a(chǎn)2、IFN．a(chǎn)1)基因、人類腫瘤壞死因子(TNF)基因等。
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