十周年技术课堂专栏｜蛋白表达特辑
- 技术课堂专栏 -
蛋白表达特辑
◆Cell Culture and Beyond◆
逐梦十载，从新出发。2023年，是奥浦迈成立的第十个年头，在致力于成为“民族优质品牌”的道路上，我们依托国际领先的技术研发团队，积累了大量细胞培养及相关领域的技术知识及项目经验。
“以学会友，以友促学。”值此十周年之际，小奥将开启全新的“技术课堂”专栏，推出“细胞培养”、“蛋白纯化”、“转染与递送”等系列文章，每周按期连载，欢迎大家一起交流学习~
在生物科学领域，蛋白质作为生命活动的承担者，一直备受研究者关注，深入研究和理解蛋白质的结构和功能具有极其重要的意义。
蛋白表达系统是一种利用细胞或细胞外的体系来合成蛋白质的技术，这个系统通常包括外源基因、基因表达载体（质粒、病毒等）和宿主细胞（细菌、哺乳动物细胞等），通过合适的转染/转化方法，将携带外源基因的载体成功导入宿主细胞内，从而实现特定蛋白质的表达与生产。
蛋白表达系统的出现给医学、生物技术和疾病治疗领域带来了革命性的变化。本文将综合叙述几种常用的蛋白表达系统，并将在后续的文章中对这些系统进行单独的详述。
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◆常用蛋白表达系统◆
原核表达系统
原核表达系统利用原核细胞（如大肠杆菌、芽孢杆菌和链霉菌）进行蛋白表达，其中大肠杆菌表达系统最早被采用与研究，也是目前技术最为成熟的蛋白表达系统之一。该系统技术简单、易操作，适合于高效表达小到中等大小的蛋白质，并具有高复制率、易于培养、成本低廉等优势，但因难以满足复杂翻译后修饰的蛋白表达需求，且伴随有免疫原性的问题，该系统的应用受到较大限制。
酵母表达系统
酵母表达系统（如酿酒酵母或毕赤酵母）在表达特定类型的蛋白质上具有一定优势，生产相对简单，成本低廉。作为真核表达系统，其具备一定的翻译后修饰能力 (如糖基化等)，但缺点在于分泌能力较弱，因此应用受限。
哺乳动物细胞表达系统
哺乳动物细胞能实现翻译后修饰及正确的蛋白折叠加工，具有良好的分泌能力，产物易于纯化，是表达天然活性蛋白的最佳宿主，这对于需要高度生物活性的蛋白质来说非常重要。
在过去，这一系统最大的劣势是蛋白表达水平低，随着HEK293和CHO等细胞系的开发应用，以及大规模悬浮培养的成熟工艺，该系统已经可以实现每升数克级的蛋白产量。在实际应用中，293细胞通常采用瞬时表达的方式，而CHO细胞更多用于构建稳转体系。
昆虫细胞表达系统
昆虫细胞表达系统具有与大多数高等真核生物相似的翻译后修饰加工以及转移外源蛋白的能力，且具有较高的安全性和合规性。
这一系统采用了特异性感染昆虫细胞的杆状病毒 (baculovirus)，通过其结构基因中多角体蛋白的强启动子构建病毒表达载体，搭配昆虫细胞（如sf9、sf21或High Five细胞）作为表达宿主，可以高水平地表达多种真核目的基因，目前已成功应用于重组蛋白的大规模表达和病毒样颗粒制备。
常用蛋白表达系统比较
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对于蛋白表达而言，合适的细胞培养条件是确保成功的关键一环。选择适合的培养基，不仅有利于宿主细胞的健康生长，更能保障目标蛋白的高效表达。
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