原核蛋白表達常見問題

蛋白不表達或表達量很低？

1、選擇正確的表達載體與表達菌株

• T7啟動子的載體(如pET系列載體)應選用BL21(DE3)，BL21(DE3) pLysS，Transetta(DE3) 等菌株。非T7啟動子的表達載體 (如Tac啟動子的pGEX、pMAL系列表達載體) 應選用BL21表達菌株。

• 對細胞有毒性的蛋白，建議選用背景表達低、嚴謹調控誘導的菌株，如BL21(DE3) pLysS菌株。

• 對于帶有稀有密碼子的蛋白或來源于真核基因的蛋白，建議選用Transetta(DE3) 等菌株。

2、嘗試不同的表達載體與菌株

   不同的蛋白，對不同載體與菌株的偏好不同，如果某一蛋白無法通過優化誘導表達條件得到明顯改善，可以更換其它菌株或表達載體。

3、表達條件的優化

• 選擇不同的培養基。對于某些蛋白，在培養基中加入適量的葡萄糖(0.1%-0.5%)，可以明顯提高表達量。

• 較高的溫度、較高的誘導物濃度、較長的表達時間，一般可以加快表達的速度，促進目的蛋白的積累，從而提高表達量。但可能會降低可溶蛋白的表達量，形成包涵體。

• 細胞的生長狀態對蛋白表達有很大的影響，可以通過測量菌液的OD600值監測生長狀態。對于大部分蛋白，應在菌株的對數生長期(OD600=0.5) 進行誘導。

目的蛋白不可溶，形成包涵體？

首先確認目的蛋白是否有表達。

• 裂解菌體并離心后，通過對全菌、上清、沉淀的檢測，確認目的蛋白是否表達，是否形成了包涵體。

• 包涵體的形成與蛋白自身結構、表達系統、誘導表達條件等因素有著密切關系。在無法改變蛋白自身結構的情況下，可以嘗試不同的表達載體與菌株，增強其溶解能力，優化出適合特定蛋白的表達系統。

• 目前認為包涵體的形成是由于蛋白在細胞內積累速度過快，沒有正確折疊而聚集沉淀。可以通過優化誘導表達條件，如降低誘導溫度、降低誘導物濃度、縮短表達時間、降低誘導時菌液的OD值等，以減緩蛋白的積累。

目的蛋白大小不正確？

• 蛋白的結構對判斷分子量大小有一定影響。可以通過加熱變性蛋白，從而準確判斷蛋白分子量大小。

• 確認蛋白表達是否完整，蛋白是否提前終止表達。

• 若形成二聚體甚至多聚體，可以通過加熱變性蛋白、打開二硫鍵 (加入DTT、β-ME等還原劑) 等手段，破壞次級結構，準確判斷分子量大小。

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