選擇合適的蛋白表達系統是重組蛋白成功表達的關鍵

　　重組蛋白表達是將目的基因通過電轉化或者熱激等手段轉入合適的宿主中，利用宿主的特定生理、生化和遺傳特點進行目標蛋白大量表達及純化的生物技術。這些目標蛋白從來源上可分為病毒蛋白、細菌蛋白、真菌蛋白、植物蛋白以及動物蛋白等；從功能上可區分為酶、轉錄因子、生長因子、離子通道以及轉運蛋白等。另外，從理化性質上可區分為膜蛋白、核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、血紅素蛋白以及金屬蛋白等。

　　選擇合適的蛋白表達系統是重組蛋白成功表達的關鍵。需要考慮以下方面的因素，包括：目標蛋白性質、用途、蛋白質產量和成本。此外，許多蛋白質表達項目也存在著風險，尤其是大蛋白、膜蛋白、核蛋白和具有大量翻譯后修飾的蛋白質。

　　1.原核表達系統

　　大腸桿菌表達系統是最主要也是成熟的表達系統。主要方法是將目標DNA片段導入宿主細胞。然后用IPTG誘導蛋白表達。

　　大腸桿菌表達系統作為最早開發和應用廣泛的經典表達系統，具有遺傳背景清晰、選育快、成本低、表達量高、產品純化容易、穩定性好、抗污染能力強、應用范圍廣等優點。然而，在原核表達系統中也存在許多缺點：例如并非所有的蛋白質都是可溶的。細胞質中錯誤折疊的蛋白質能形成稱為包涵體的不溶性聚集物，這導致了蛋白難以純化。此外，原核表達系統的翻譯后修飾過程不完善，表達產物的生物活性較低。

　　因此，其他更復雜的系統也正在開發中；這些系統可能允許以前認為在大腸桿菌中不可能表達的蛋白質的表達，例如糖基化蛋白質。

　　2.酵母表達系統

　　酵母表達系統作為一種新的外源蛋白表達系統，具有原核和真核表達系統的優點。它在基因工程領域得到了廣泛的應用。1996年對釀酒酵母全基因序列進行了測序。釀酒和面包行業使用釀酒酵母已有數千年的歷史，被認為是不產生毒素的GRAS（一般*為安全的）生物，也被FDA認可。因此，酵母系統表達的產物不需要進行大量的宿主安全性實驗。然而，與新的酵母系統相比，釀酒酵母表達系統不適合于高密度培養，缺乏強有力和嚴格的調控啟動子。分泌效率低。尤其是分子量大于30kD的許多靶蛋白幾乎不分泌。

　　后來，人們開發了裂變酵母和甲醇酵母表達系統。其中，甲醇酵母表達系統是應用廣泛的酵母表達系統。目前，甲醇酵母主要有H多晶型、博迪念珠菌和畢赤酵母。大多數甲醇酵母含有甲醇酵母氧化酶基因-1（AOX1），外源基因在啟動子（paox1）作用下表達，PAOX1是以葡萄糖或甘油為碳源的強啟動子，AOX1基因在甲醇酵母中的表達通常受到抑制。當甲醇為碳源時，PAOX1可以被活化，因此，在該基因的控制下，AOX1基因的表達可以增加。利用甲醇酵母來表達外源蛋白的產量通常可達到克級別。與釀酒酵母相比，其翻譯更接近哺乳動物細胞，不發生高糖基化。