常见的大肠杆菌表达系统

大肠杆菌表达系统具有培养周期短、目标基因表达水平高、遗传背景清楚等优点，是目前应用最为广泛的蛋白表达系统，涵盖病毒蛋白、兽用疫苗、植物及水产研究用蛋白、细胞因子、酶类等方面。

大肠杆菌表达系统的组成：表达载体、外源基因、表达宿主菌。

①表达载体：小型环状DNA，能自我复制。一个完整的质粒载体必须要有复制起点、启动子、插入的目的基因、筛选标记以及终止子。对大肠杆菌表达载体的要求是：a.操纵子以及相应的调控序列，外源基因产物可能会对大肠杆菌有毒害作用；b.SD序列，即核糖体识别序列，一般SD序列与起始密码子之间间隔7～13 bp，翻译效率最高；c.多克隆位点，以便目的基因插入到适合位置。

②外源基因：在大肠杆菌表达体系中要表达的基因即为外源基因，包括原核基因和真核基因。原核基因可以在大肠杆菌中直接表达出来，但是真核基因含有内含子，大肠杆菌不能对mRNA进行剪切，从而形成成熟的mRNA，所以真核基因一般以cDNA的形式在大肠杆菌表达系统中表达。此外还需提供大肠杆菌能识别的且能转录翻译真核基因的元件。

③表达宿主菌：表达蛋白的生物体即大肠杆菌。表达宿主菌的选择在大肠杆菌蛋白表达过程中是很重要的因素——多数人会直接选择实验室曾经用过的宿主菌，而不去追究原因。对于宿主菌的选择主要根据宿主菌各自的特征及目的蛋白的特性，例如目的蛋白需要形成二硫键，可以选择Origami2系列，Origami能显著提高细胞质中二硫键的形成概率，促进蛋白可溶性及活性表达；目的蛋白含有较多稀有密码子，可用Rosetta 2系列，补充大肠杆菌缺乏的七种稀有密码子（AUA，AGG，AGA，CUA，CCC，GGA及CGG）对应的tRNA，提高外源基因的表达水平。