應用背景

原核表達系統(tǒng)(大腸桿菌表達系統(tǒng))是基因表達技術(shù)中發(fā)展最早，應用最廣泛的蛋白表達系統(tǒng)之一，同時也是常用也是經(jīng)濟實惠地蛋白表達系統(tǒng)，在基因表達技術(shù)中發(fā)展最早。近幾十年，大腸桿菌表達系統(tǒng)也不斷得到發(fā)展和完善，被科研及工業(yè)用戶大量用于各種重組蛋白表達。市面上的重組蛋白有30%是由大腸桿菌表達系統(tǒng)生產(chǎn)而來，是小分子細胞質(zhì)蛋白或結(jié)構(gòu)域表達的首選宿主。在大腸桿菌表達系統(tǒng)中表達的外源基因包括原核基因和真核基因；原核基因可以直接在大腸桿菌中表達出來，真核基因含有內(nèi)含子，大腸桿菌不能對mRNA進行剪切形成成熟的mRNA，因此，真核基因一般以cDNA構(gòu)建表達載體在大腸桿菌系統(tǒng)中表達。大腸桿菌更適合原核基因的表達，外源基因表達產(chǎn)量與單位體積產(chǎn)量是正相相關(guān)的，而單位體積產(chǎn)量與細胞濃度和每個細胞平均表達產(chǎn)量呈正相相關(guān)。細胞濃度與生長速率，外源基因拷貝數(shù)和表達產(chǎn)物產(chǎn)量之間存在動態(tài)平衡，單個細胞的產(chǎn)量又與外源基因拷貝數(shù)，基因表達效率，表達產(chǎn)物的穩(wěn)定性和細胞代謝負荷等因素有關(guān)。

       通過菌種轉(zhuǎn)基因的方式表達蛋白或核酸等物質(zhì)，然后經(jīng)過破壁后提取細胞內(nèi)酶、蛋白質(zhì)等活性的產(chǎn)物是生物工程中的重要技術(shù)。首先富集菌體，收集胞內(nèi)產(chǎn)物的細胞或菌體。然后進行細胞重懸，用適當?shù)木彌_液或培養(yǎng)液將離心或沉降等方法得到的固體（沉淀、細胞、活性物質(zhì)等等）重新懸浮。其次進行細胞破碎，使產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到液相中。最后收集含生化物質(zhì)的液相，進行碎片分離，分離除去細胞、菌體、細胞碎片、蛋白質(zhì)的沉淀物和絮凝體等固體懸浮物，得到上清液或濾液。然后從澄清的濾液中提取胞內(nèi)產(chǎn)物，從細胞裂解物中獲取目標產(chǎn)物。