哺乳动物蛋白表达-卡梅德生物

痛定思痛。 2024-05-24 12:46 67阅读 0赞

在蛋白表达领域，哺乳动物系统因其接近真实生物体的特性而成为广泛应用的平台之一。今天，卡梅德的小编辑带来有关哺乳动物蛋白表达的基本原理、系统、载体以及优劣势的综述。

哺乳动物蛋白表达利用哺乳动物细胞（通常为CHO、HEK293等）作为宿主，通过转染外源基因并利用宿主细胞的机制进行蛋白合成。这一系统对于高度复杂、糖基化敏感的蛋白表达具有独特优势。

一、哺乳蛋白表达系统

哺乳动物蛋白表达系统和载体的选择在研究中起着关键作用，不同的系统和载体具有不同的特点和适用场景。以下是常用的哺乳动物蛋白表达系统和载体：

常用的哺乳动物蛋白表达系统：

1. CHO细胞（Chinese Hamster Ovary）： CHO细胞是最常用的哺乳动物细胞宿主之一。它们对蛋白质的糖基化能力较强，适用于表达需要正确糖基化的蛋白。

2. HEK293细胞（Human Embryonic Kidney 293）： HEK293细胞是一种人类胚胎肾细胞，具有高表达能力，广泛用于蛋白的高效表达。

3. NS0细胞： NS0细胞是小鼠骨髓瘤细胞，适用于表达重组蛋白，尤其是抗体等。

4. SF9细胞： SF9细胞是斯里昆虫（Sf）细胞的一种，常用于杆状病毒（baculovirus）表达系统，适用于大规模蛋白表达。

常用的哺乳动物蛋白表达载体：

1. pcDNA系列： 包含强启动子（CMV、EF1α等）和选择标记，适用于常规的哺乳动物蛋白表达。

2. pCMV系列： 含有CMV启动子，适用于高水平表达，常用于临床前研究。

3. pEF系列： 含有EF1α启动子，适用于稳定、均匀的表达，常用于基因治疗研究。

4. pSec系列： 适用于分泌蛋白的表达，含有信号肽和IgG结构域。

5. pET系列： 常用于蛋白质的原核表达，也可以用于哺乳动物系统。

选择标准：

\- 表达需求： 不同载体和系统对于不同类型的蛋白表达有不同的效果，需根据研究需求选择。

\- 糖基化要求： 选择CHO或HEK293系统可满足对蛋白糖基化的要求。

\- 表达水平： 高表达需求可选择表达能力较强的系统和载体。

\- 应用领域： 不同的系统适用于不同的研究领域，如基础研究、药物研发等。

综合考虑这些因素，可以根据具体研究目的选择最适合的哺乳动物蛋白表达系统和载体。

二、哺乳蛋白表达系统的优劣：

优势：

1. 蛋白修饰： 能够实现复杂的蛋白修饰，如糖基化、磷酸化等，确保表达产物的生物活性。

2. 真实性： 接近生物体的表达系统，适用于研究蛋白在真实环境中的性质和功能。

3. 适用范围： 适用于大多数蛋白，尤其是复杂蛋白、荷尔蒙、抗体等。

劣势：

1. 成本： 相对于其他系统，哺乳动物表达成本较高。

2. 时间： 表达周期相对较长，不适用于迅速获得大量蛋白的情况。

三、哺乳蛋白表达的关键因素：

1. 细胞宿主选择： 不同的哺乳动物细胞宿主（CHO、HEK293、NS0等）具有不同的表达特性，如糖基化能力、蛋白折叠机制等，选择合适的细胞宿主有助于获得期望的蛋白表达水平和质量。

2. 表达载体和启动子： 表达载体中的启动子直接影响基因的转录水平。常用的启动子包括CMV、EF1α、SV40等，选择合适的载体和启动子组合有助于实现高效的蛋白表达。

3. 选择标记： 添加选择标记（如抗生素抗性基因）可以筛选出表达目标基因的细胞群体，确保只有表达目标蛋白的细胞被保留。

4. 信号肽和分泌系统： 对于需要分泌的蛋白，添加适当的信号肽和选择合适的分泌系统能够促进蛋白在细胞外的分泌。

5. 温度和CO2浓度： 细胞培养条件的调控对蛋白表达至关重要。通常，37摄氏度、5% CO2是常规的培养条件，但也需要根据特定的细胞宿主和表达系统进行优化。

6. 培养培养基和添加物： 合适的培养基和添加物可以提供必要的营养物质，促进细胞的生长和蛋白表达。

7. 发酵和收获策略： 在大规模生产时，良好的发酵和收获策略对蛋白表达和纯化至关重要，包括发酵温度、发酵时间、培养基替换等因素。

8. 质控和分析方法： 使用适当的质控和分析方法对表达蛋白进行监测和分析，确保获得高质量的蛋白。

哺乳动物蛋白表达系统的选择应根据研究需求、蛋白性质和生产规模来进行，其优越的真实性和表达特性使其在生物医学研究、药物开发等领域具有重要地位。

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[Link 1]: https://www.kmdbioscience.cn/

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