【卡梅德生物】哺乳动物细胞表达系统介绍

水深无声 2024-05-24 12:36 66阅读 0赞

哺乳动物细胞表达系统是在哺乳动物细胞中生产重组蛋白的广泛使用的平台。哺乳动物细胞为蛋白表达提供了几个优势，包括进行复杂翻译后修饰的能力、蛋白质的正确折叠、将蛋白质分泌到细胞外环境中的能力等。哺乳动物细胞表达系统广泛用于生物技术和制药工业，用于生产重组蛋白、疫苗、病毒载体和单克隆抗体。

哺乳动物细胞表达载体是专门设计基因在哺乳动物细胞中表达的DNA构建体，载体含有靶基因有效转录、翻译和表达所需的几个关键成分。接下来详细介绍哺乳细胞蛋白表达载体元件构成，以下是哺乳动物细胞表达载体的主要成分：

1.启动子：

启动子是一种DNA序列，它位于基因的上游，起着调控转录起始的作用，并决定基因表达的水平和特异性。通过募集RNA聚合酶和转录因子，启动子能够启动转录过程。在哺乳动物细胞表达载体中，常用的强组成型启动子包括巨细胞病毒（CMV）启动子、人延伸因子1α（EF1α）启动子、猿猴空泡病毒40（SV40）启动子、延伸因子1α（EF1α）启动子以及人/鼠β肌动蛋白启动子。这些启动子能够确保插入的基因在哺乳动物细胞中得到稳定的表达。

2.增强子元件：

增强子元件是一种DNA序列，其功能在于提升启动子的转录活性，进而增强基因的表达。在哺乳动物细胞表达载体的构建中，常常引入源自病毒或细胞的增强子元件，如SV40增强子或人类即时早期巨细胞病毒增强子。这些元件的引入，旨在提高目的基因在哺乳动物细胞中的表达水平。增强子可以位于启动子区域的上游或下游，并发挥促进靶基因高效表达的作用。

3.聚腺苷酸化信号（PolyA信号）：

多腺苷酸化信号，也称为polyA信号或polyA尾，是在转录过程中添加到信使核糖核酸3'端的腺嘌呤核苷酸序列，发出转录终止和多聚（C）尾添加到mRNA转录物中的信号，在信使核糖核酸的稳定性、从细胞核输出和翻译效率方面起着关键作用，哺乳动物细胞表达载体通常包含基因下游的polyA信号，以确保适当的mRNA处理和稳定性。

4.选择标记：

选择标记物是指能够编码出对特定抗生素或其他选择性药物产生耐药性的蛋白质的基因。这些标记物通常用于稳定转染实验，以便鉴定和分离那些已经将表达载体整合到其基因组中的哺乳动物细胞系。具体实例包括抗生素抗性基因，例如新霉素（neomycin）抗性基因或嘌呤霉素（puromycin）抗性基因，以及能够赋予细胞对药物抗性的基因，例如潮霉素抗性基因或杀稻瘟菌素（blasticidin）抗性基因。这些选择标记物的应用，有助于在细胞培养和基因工程中实现高效、准确的细胞筛选和鉴定。

5.复制的起始点（ORI）：

复制的起始点是作为DNA复制起点的DNA序列。在哺乳动物细胞表达载体中，可包含源自哺乳动物病毒（如SV40或牛乳头瘤病毒（BPV）来源）的ORI，以确保载体DNA在哺乳动物细胞中的有效复制。然而，对于质粒等非病毒载体，细菌ORI（例如ColE1来源）也可能存在于细菌宿主中用于繁殖。

6.细菌的选择性标记：

哺乳动物细胞表达载体通常在细菌宿主如大肠杆菌中繁殖和扩增。因此，它们通常包含细菌生长的选择性标记，例如抗生素抗性基因（例如，氨苄青霉素或卡那霉素抗性基因），能够在细菌培养中的克隆和质粒扩增步骤中选择携带表达载体的菌落。

7.多克隆位点（MCS）：

多克隆位点（MCS），乃一种简短的DNA序列，内含多个独特的限制性内切酶识别位点。MCS通常坐落于启动子下游以及其他表达元件上游，这些位点通过限制性内切酶的消化与连接作用，为将特定基因方便地插入载体中提供了可能。通过提供多种限制性位点以定向克隆DNA片段，MCS大大简化了克隆过程。

此外，根据实验或应用的具体要求，哺乳动物细胞表达载体可以包含其他元件，例如用于蛋白质分泌的信号肽、用于蛋白质检测和蛋白纯化的表位标签或用于诱导表达的特定调节元件。

通过表达载体基本成分，哺乳动物细胞表达载体能够在哺乳动物细胞中高效表达基因，用于各种研究、生物技术和治疗应用，载体可以根据特定的实验要求进行定制和优化，包括启动子、选择标记和其他调控元件的选择。

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参考资料：

【1】https://www.kmdbioscience.cn/

【2】https://kmdbioscience.biomart.cn/news/3213176.htm