细胞的代谢表达
2025年09月26日
五、细胞的代谢表达
重组蛋白的表达引起的代谢负荷会使宿主细胞的生理功能发生一系列的变化,其中最明显的现象就是降低了细菌的比生长速率,以维持质粒载体基因的表达活性,包括RNA的转录与外源蛋白的合成,这些都会对宿主细胞的生长产生副作用。同时在客观上也会加剧质粒分离的不稳定性。
重组大肠杆菌发酵过程产生乙酸的原因主要有两个,即设备的供氧能力不足使得重组菌的呼吸受到限制和葡萄糖的摄入速率大于重组菌有氧呼吸的能力。这两种情况都会导致底物通过乙酰磷酸途径转化为乙酸。而过重的代谢负荷会降低重组菌的最大摄氧能力,直接加剧前两种情况的出现,因此在表达过程中也更容易积累乙酸,既不利于重组大肠杆菌的生长,又会影响重组蛋白的高效表达。
由于重组基因的表达需消耗宿主大量的能源物质,宿主细胞中需要能量较多的代谢过程首先受到影响。为适应这种额外的代谢负荷,宿主细胞会在生理代谢过程中产生一系列的应激反应以维持细胞的正常功能和生存。
合理地调节好宿主细胞的代谢负荷与外源基因高效表达的关系,是提高外源基因表达水平不可缺少的一个环节。减轻代谢负荷的策略有降低质粒拷贝数、避免抗性基因、减轻热激反应、温和诱导等。