原核表达菌株

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原核表达菌株

  在原核蛋白表达过程中,选择构建一个合适原核表达体系需要综合考虑3大因素:表达载体,宿主菌株,表达诱导条件,以获取最满意的表达效果。事实上,在平时的实验中,最容易被忽视的是宿主菌的选择——多数人会直接选择自己实验室曾经用过的表达菌株,或者是载体配套的菌株,而不去追究原因,即使表达效果不佳。大多在表达条件和载体上找原因,也不会考究菌株的选择是否合适。

原核菌株

  作为原核表达的宿主,对外源基因的表达会产生一定的影响,主细胞都像一个微观的小工厂,按照细胞固有的程序完成“你给它们安排的生产任务”一一因为很难亲眼观察微观世界中表达是如何进行的,当出现问题时,我们需要经验判断问题所在。宿主细胞对原核表达可能会产生哪些影响呢?

   知其然还要知其所以然。比如,菌株内源的蛋白酶过多,可能会造成外源表达产物的不稳定,所以一些蛋白酶缺陷型菌株往往成为理想的起始表达菌株。堪称经典的BL21系列就是lon和ompT蛋白酶缺陷型,也是我们非常熟悉的表达菌株。大名鼎鼎的BL21(DE3)融源菌则是添加T7 聚合酶基因,为T7表达系统而设计。

  真核细胞偏爱的密码子和原核系统有不同,因此,在用原核系统表达真核基因的时候,真核基因中的一些密码子对于原核细胞来说可能是稀有密码子,从而导致表达效率和表达水平很低。改造基因是比较麻烦的做法,Rosetta 2 系列就是更好的选择一一这种携带PRARE2质粒的BL21衍生菌,补充大肠杆菌缺乏的七种(AJA,AGG,AGA,CUA, CCC,GGA 及CG)

   稀有密码子对应的tRNA,提高外源基因、尤其是真核基因在原核系统中的表达水平。(已经携带有氯霉素抗性质粒)

  当要表达的蛋白质需要形成二硫键以形成正确的折叠时,可以选择K-12衍生菌。

  

  阳性pFORCE TM克隆系统具有高效克隆PCR产物、阳性选择重组体和高水平表达目标蛋白等特点。

   Origami 2 系列,thioredoxin reductase (trxB) 和glutathione reductase (gor) 两条主要还原途径双突变菌株,显著提高细胞质中二硫键形成几率,促进蛋白可溶性及活性表达。(卡那霉素敏感)

  Rosetta-gamiIM 2 则是综合上述两类菌株的优点,既补充7 种稀有密码子,又能够促进二硫键的形成,帮助表达需要借助二硫键形成正确折叠构象的真核蛋白。(卡那霉素敏感)

   0rigami B 是衍生自lacZY 突变的BL21菌株,这个突变能根据IPTG 的浓度精确调节表达产物,使得表达产物量呈现IPTG 浓度依赖性。(四环素敏感)

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