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重组大肠杆菌发酵表达及代谢调控研究进展

2021-03-16张言慧高先岭郭青青袁建国

食品与药品 2021年1期

张言慧,高先岭,黄 魁,郭青青,袁建国*

(1.山东国力生物科技有限公司,山东 济南 250014; 2.山东国力生物技术研究院,山东 济南 250101)

由于大肠杆菌遗传学背景较清楚,生长速度快,培养基条件要求较低,容易实现高密度培养等特点,长期以来是商业生产重要目的基因的表达系统[1-2]。为了获得高水平的基因表达产物,综合考虑控制转录、翻译、蛋白质稳定性及向胞外分泌等多方面因素,设计了许多具有不同特点的表达载体,以满足表达不同性质、不同要求的目的蛋白需要[3]。此外,宿主系统本身的特性也是重要的研究对象[4]。

大肠杆菌BL21 (DE3)及其衍生菌株是目前重组蛋白表达使用最广泛的菌株[5]。与其他革兰阴性菌一样,大肠杆菌有细胞内膜与细胞外膜之分,并将细胞分成两部分空间:细胞质与细胞周质,通常重组大肠杆菌表达的重组蛋白存在于细胞质。细胞质内可溶性重组蛋白易受大肠杆菌内源性蛋白酶降解,导致表达水平低下。形成包涵体的重组蛋白可有效避免内源性蛋白酶的降解,且分离纯化方便,分离效率高,但重组蛋白的复性较困难。当含有二硫键的重组蛋白正确折叠成空间构象的时候,需利用某些信号肽和前肽序列,将重组蛋白分泌至细胞周质或细胞外的培养液中[6]。这不但有利于重组蛋白的分离纯化,也能减少内源性蛋白酶降解,周质分泌可获得具有天然一级结构的产物。同时氧化性的周质间隙可模拟真核细胞的内质网环境,便于新生肽链折叠成天然结构,从而获得具有完全生物学活性的重组蛋白。……

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