重组蛋白表达与纯化服务技术服务手册(2014版)
重组蛋白质表达与纯化
第五章重组蛋白质的表达、复性与纯化为什么要重组基因表达？1.蛋白质功能研究2.生物制药和疫苗生产3.疾病的基因治疗4.食品、化工用酶制剂5.抗虫、抗逆植物改良6.细胞代谢产物的富集•基因表达体系及优劣势•大肠杆菌表达体系•蛋白质的复性•工作中经常碰到的问题基因表达体系1.原核体系2.真核体系大肠杆菌(Escherichia coli)•遗传背景清楚，基因工程操作方便，商品化表达载体种类齐全，表达效率高；•基本不分泌，易形成包含体(无正确折叠的立体结构)，无加糖等修饰枯草杆菌(Bacillus subtilis)•分泌蛋白质能力强，一般有天然立体结构；•无加糖修饰功能，培养液中蛋白酶活性高，重组蛋白易受蛋白酶的水解；•质粒不稳定，已有商品化的表达载体（枯草芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌）。
其他•乳酸菌(Lactic acid bacteria)•沙门氏菌(Salmonella typhimurium)•苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)真核细胞表达体系酵母细胞昆虫细胞植物细胞/组织哺乳动物细胞/组织酵母细胞•可生产分泌型蛋白；有天然立体结构，有糖基化修饰功能；可进行染色体整合型基因表达;•糖链与哺乳动物加工的不一致，培养上清多糖浓度高;•商品化表达体系：酿酒酵母（Saccharomyce cerevisiae）;毕氏酵母(Pichia pastoris);裂殖酵母（Schizosaccharomyce pombe）蛋白质糖基化的分类1.O-糖基化:糖链通过GalNAc连接在蛋白质的Ser 或Thr等侧链的羟基处2.N-糖基化:糖链连接在Asn-X-Ser或Asn-X-Thr （X是除Pro以外的任何氨基酸）中Asn的氨基侧链处3.GPI-Anchor糖基化:蛋白质通过肽链的C端共价连接的糖基磷脂酸肌醇锚定在膜脂上。
昆虫细胞•可以病毒感染的形式在成虫中生产，也可在体外培养细胞生产蛋白;•适合分泌型和膜蛋白的表达，有加糖修饰；•糖链有所区别，表达量有限；•作为药物宿主细胞未被FDA认可CHO细胞•可进行分泌表达，有天然立体结构，加糖方式与人体蛋白质完全一致；•表达量不够高，培养成本较高植物组织•植物可大面积种植，可以廉价大规模生产；•转基因植物制作费时，表达的组织特异性较难控制；•表达量较难提高，分离纯化不方便动物乳腺组织•分泌生产有天然立体结构和活性的蛋白质至乳汁，产量高，分离纯化方便，特别适合药用蛋白的生产；•转基因动物制作花费巨大，实验周期长鸟类输卵管组织•分泌生产有天然立体结构的蛋白质到蛋清，产量高，容易贮存和运输，分离纯化方便；•实验成本低，饲养费用低；•加糖方式可能与人有所不同体系选择研究基因功能:大肠杆菌,裂殖酵母,昆虫细胞,CHO细胞多肽药物生产:大肠杆菌,毕氏酵母,CHO细胞,乳腺组织疫苗:大肠杆菌,酵母,大多数沿用细胞培养产物进行灭毒单抗生产:杂交瘤细胞工业酶生产:各种微生物有可能以后能做到的事•在大肠杆菌中直接生产有活性的胰岛素•在大肠杆菌中生产人凝血IX因子•在大肠杆菌生产Calcitonin类C端酰胺化短肽•在大肠杆菌中进行蛋白质的糖基化修饰•在酵母中进行与哺乳动物细胞一致的糖基化•在鸡输卵管中进行与哺乳动物细胞一致的糖基化•提高乳腺分泌表达的Factor IX类因子的活性•在植物中得到与哺乳动物细胞一致的糖基化在大肠杆菌中表达重组蛋白质•如果目的蛋白质有二硫键并需要正确的立体结构, 尽可能进行可溶性表达;•如果目的蛋白质没有二硫键或只用来制备抗血清, 采用包含体表达比较好;•如果目的多肽的分子量小于10 kDa, 一定要进行融合表达大肠杆菌表达载体分类按蛋白质类型分•单纯表达: pJLA系列, 用NcoI/NdeI导入AUG的载体•融合表达: 融合各种tag, GST, CBD, MAL, GFP, etc •分泌表达: pel/ompT分泌肽按启动子分•lac及衍生的tac , trc, pac, rac等启动子IPTG诱导•lamda phage P L和P R启动子热诱导•T7 启动子IPTG诱导•T5 启动子IPTG诱导•ara启动子阿拉伯糖诱导常用表达载体•pJLA50X 系列; pcDNAII; etc •pET 系列(T7 promoter, Novagen 公司)•pQE系列(T5 promoter, Qiagen公司)•pMAL系列(周质表达, BioLabs公司)•pGEX系列(GST融合表达, Pharmacia公司)•pBAD系列(Arabinose诱导型)•pTYB系列(CBD融合, 可以自我切割, BioLabs)各种融合蛋白表达载体•Protein A•GST（glutathione S-transferase）•CBD (chitin-binding domain, BioLabs;cellulose-binding domain, Novagen)calmodulin-binding domain, Stratagene)•MBP (maltose-binding protein)•GFP (green fluorescence protein)•Thioredoxin **帮助二硫键形成•Dsb (periplasmic enzyme DsbA, DsbC) ** 二硫键的形成与•SUMO (small ubiquitin-related modifier) •KSI (ketosteroid isomerase) 基本上全部沉淀可用亲和层析纯化帮助可溶化帮助分泌到周质让表达产物可溶化•采用MBP融合•采用GST融合•采用CBD融合•采用thioredoxin融合•采用Origami等宿主菌•降低菌体培养的速度温度(15-30℃), 降低转速让蛋白质分泌到间质去•采用CBD融合(pET36/37)•采用Dsb融合(pET39/40)•采用带pelB/ompT引导肽的载体(pET12/20/22)•采用带MBP融合(pMAL载体, Biolabs)•采用带SUMO融合(pET SUMO, Invitrogen)纯化方便: 先用EDTA/蔗糖溶液处理, 然后5 mM MgSO4 洗出•His-tag (6-8 Histidine )•T7-tag (MASMTGGQQMG )•HSV-tag (QPELAPEDPED )•S-tag (KETAAKFERQHMDS )•VSV-G-tag (TTDIEMNRLGK )•HA-tag (YPYDVPDYA )•Flag-tag (DYKDDDDK ) •Myc-tag (EQKLISEEDL )各种用于抗体识别的标记为什么要加tag ?有前景的特殊用途的tag •Biotinylation-tag100多AA的结构域,在大肠杆菌中被识别为生物素化的位点. Promega的PinPoint TM Xa-1; Invitrogen的pET104-DEST.•未命名DVEAWLGAR, 被用来和streptoavidin结合(个人通讯)•未命名一些病毒外壳蛋白的片段, 破坏细胞膜的结构导致容易进入细胞融合蛋白的专一性切割•DTT: intein的↓Cys •溴化氰: Met↓•Thrombin: LVPR↓GS •Factor Xa: IEGR↓•Enterokinase: DDDDK↓•PreScission TM protease:LEVLFQ↓GP •Genenase I TM PGAAHY↓•TEV protease:ENLYFQ↓G特殊的表达用菌株•BL21(DE3)/pLysS : 自身表达T7 RNA polymerase 适用pET系列等带T7启动子的载体•M15/SG13009 : 自身表达T5 RNA polymerase 适用pQE系列等带T5启动子的载体•BL21TrxB(DE3) : thioredoxin reductase 突变•Origami(DE3): thioredoxin reductase/ glutathione reductase 双突变适合带thioredoxin reductase的融合表达载体, 帮助形成更多的二硫键•BR21CodonPlusRIL: 富含AT的真核生物基因的表达•BR21CodonPlusRP: 富含GC的真核生物基因的表达重要的原核表达质粒提供商•Novagen•Stratagene•Invitrogen•BioLabs•Qiagen•Pharmacia•Promega•Clontech•Roche•Gibco/BRLThe protein folding Problem How to get to the bottom of the funnel? And,what is at the bottom?包含体蛋白质的复性方法•透析法: 简单; 但费时, 费缓冲液, 蛋白质量少，浓度不能过高(容易产生沉淀) •快速稀释法:最常用的小规模复性方法; 但比较费时,费缓冲液, 蛋白质的浓度不能高(容易产生沉淀)•超滤透析法: 比较省缓冲液, 处理量大; 但费时, 要控制好蛋白质浓度•凝胶过滤法:快速, 可重复性高, 不会产生沉淀, 操作复杂一点•亲和层析复性法, 水相二相法, etc工作中经常碰到的问题•表达量不够高；•包含体在8M尿素中不能溶解；•重组蛋白在大肠杆菌中表达的分子量偏小；•带His-tag重组蛋白不吸附到Ni-chelating树脂上；•Ni-chelating分离纯化的效果不好；•GST融合蛋白不吸附到glutathione-Sepharose上；•包含体来源的采用透析法或稀释法复性时全部沉淀；•Ni-chelating错用DTT后发生黑色沉淀该怎么办？•贵重的亲和层析树脂经常发生结块该怎么办？•某些表达载体的表达效率在放大培养时无法提高尝试不同表达载体，特别是N端有融合蛋白的载体•是不是忘了加还原剂（DTT 或巯基乙醇）？•是不是在－20℃冻存过？•用4M盐酸胍试试•是不是酸性蛋白质？•是不是蛋白质的合成提前中止了？（富含Arg, Ile, Leu, Pro这几种氨基酸）•可以尝试用BL21 CodonPlus RIL 或RP 作宿主菌(Stratagen)；•使用C端带His-tag的融合表达载体（如pET21, Novagen）以便纯化全长的融合蛋白•His-tag被操作过程混入的重金属离子所饱和，可以通过添加0.5 mM EDTA来去除重金属离子的干扰；•His-tag被包裹在不易和树脂发生结合的位置（比较罕见）;•其他不明原因导致弱结合•样品没有很好细心去除不溶性物质•重复使用前树脂没有洗干净•蛋白质之间存在相互作用•可以提高盐浓度, 改变pH, 添加2-6 M尿素等方法来洗去杂蛋白质是不是在进行复性时用了Redox buffer尝试用Urea gradient /Gel filtration来解决尽快用0.1 N HCl冲洗用0.1 N NaOH / 0.1% SDS洗主要是溶氧量的问题, 可以通过在摇瓶中加入不同量的培养基的方式来确定最佳体积。
重组蛋白质表达、复性与纯化.ppt
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有前景的特殊用途的tag
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100多AA的结构域, 在大肠杆菌中被识别为生 物素化的位点. Promega的PinPointTM Xa-1; Invitrogen的pET104-DEST. • 未命名 DVEAWLGAR, 被用来和streptoavidin结合 (个人通讯)
在大肠杆菌中表达 重组蛋白质
• 如果目的蛋白质有二硫键并需要 正确的立体结构, 尽可能进行可 溶性表达;
• 如果目的蛋白质没有二硫键或只 用来制备抗血清, 采用包含体表达 比较好;
• 如果目的多肽的分子量小于 10 kDa, 一定要进行融合表达
大肠杆菌表达载体分类
按蛋白质类型分
• 单纯表达: pJLA系列, 用NcoI/NdeI导入AUG的载体 • 融合表达: 融合各种tag, GST, CBD, MAL, GFP, etc • 分泌表达: pel/ompT分泌肽
• 质粒不稳定，尚无商品化的表达 载体
其他
•乳酸菌 (Lactic acid bacteria) •沙门氏菌 (Salmonella typhimurium) •苏云金杆菌
(Bacillus thuringiensis)
真核细胞表达体系
酵母细胞 昆虫细胞 植物细胞/组织 哺乳动物细胞/组织
酵母细胞
两种主要的分子伴侣
Type I: chaperones which are functionally responsible for the correct folding, assembly and transport of newly synthesized peptide– HSP family,GroELS,ect.
重组蛋白质的表达与纯化
重组蛋白质的表达与纯化重组蛋白质是指通过基因工程技术将目标蛋白的基因导入到宿主细胞中，使其在宿主中表达并纯化得到的蛋白质。
这项技术应用广泛，被广泛用于生物制药、医学研究以及工业生产等领域。
下面将详细介绍重组蛋白质的表达与纯化过程。
一、重组蛋白质表达过程1. 选择表达宿主重组蛋白质表达宿主的选择十分重要。
常用的表达宿主包括大肠杆菌（E. coli）、酵母（yeast）、哺乳动物细胞等。
不同的表达宿主具有不同的特点和适用范围。
例如，大肠杆菌是最常用的表达宿主之一，具有高表达水平、易操作、成本低等特点。
2.构建表达载体表达载体是将目标基因导入宿主细胞的载体。
常用的表达载体有质粒、病毒载体等。
质粒是最常用的表达载体，它可轻松被细菌胞内扩增，并在细胞内产生大量目标蛋白。
3.转染和表达将构建好的表达载体导入到宿主细胞中，实现转染。
转染有多种方法，如电穿孔法、化学法、微粒子轰击法等。
转染后，宿主细胞会开始表达目标基因，合成目标蛋白。
4.优化表达条件为了提高重组蛋白质的产量和纯度，需要对表达条件进行优化。
常见的优化方法包括调节培养基成分、改变培养条件、优化诱导剂浓度等。
二、重组蛋白质的纯化过程1.细胞破碎与分离表达宿主中产生的重组蛋白质往往与其他细胞组分混合在一起，需要通过细胞破碎与分离来获取目标蛋白。
细胞破碎方法包括机械法、超声法、高压法等。
分离方法包括离心、电泳、柱层析等。
2.柱层析柱层析是常用的蛋白质纯化方法之一，它基于蛋白质在柱中不同吸附剂上的亲和力差异来实现分离纯化。
常用的柱层析方法有离子交换层析、亲和层析、凝胶过滤层析等。
3.其他纯化方法除了柱层析外，还有许多其他的纯化方法可供选择。
例如，凝胶电泳、过滤、冷冻干燥等。
这些方法通常用于进一步提纯和去除杂质，以获得纯度更高的重组蛋白质。
三、重组蛋白质应用与挑战重组蛋白质的应用广泛，涉及到生物制药、医学研究、农业等领域。
例如，通过重组蛋白质技术，可以生产用于治疗疾病的药物，如人胰岛素、白介素等。
重组蛋白的表达系统(详细版)
终止子：转录终止子按照是否依赖和不依赖ρ因子的作用分为两类，这两类终止子均在终止点前含有一段7-20bp的回文序列。终止子可以保护mRNA在核外不被降解，显著延长mRNA的寿命，由此提高重组蛋白的表达量。但是对于T7系统来说，由于T7 RNA聚合酶效率极高，宿主中随时都有充足的mRNA以供翻译，因此大部分在T7系统中表达的重组蛋白并不在意质粒上是否有终止子，只有一些自身带有翻译起始信号的外源基因需要终止子。启动子受细胞类型的限制，在不同的细胞系中有很大不同，因此需根据宿主细胞（尤其是真核宿主）的类型选择不同的启动子以便于目的基因的高效表达。
表4：常用原核表达载体质粒
1.3 优化表达条件
重组蛋白的表达流程很少有一次成形的，为了提高蛋白表达量、改善蛋白质量，表达条件和白不表达时：
2
如果重组蛋白不表达（包含体和可溶蛋白都没有），首先检查cDNA和质粒是否正确，蛋白对宿主菌是否有很大毒性，然后尝试更换菌株、质粒载体和融合标签。原核蛋白在大肠杆菌中不能表达的情况很少见，通常是真核蛋白不能表达。不能表达的重组蛋白，即使在更换了宿主、载体后可以表达，表达量也不会很高，如果需要大规模生产，最好尝试酵母和昆虫细胞表达系统。
融合标签：融合标签是与目的蛋白共表达的一段多肽，方便重组蛋白的纯化、固定和检测，表3给出了常用的重组标签。如果不需要对重组蛋白进行纯化，尽量不要引入融合标签，以免影响蛋白性质；如果重组蛋白本身能够结合某种亲和柱，如某些金属结合蛋白可以结合Ni-NTA，某些糖结合蛋白能够特异识别糖类，也不必引入标签。融合标签的引入能够大大简化重组蛋白的纯化流程，并提高蛋白溶解度。商业化表达质粒，如pET、pGEX等提供了各种纯化标签和融合蛋白供选，应根据蛋白具体情况进行选择。His-tag是最常用的纯化标签，它具有很多优点：标签较短（10-20个氨基酸残基），不带电（pH8.0），免疫原性差，通常不影响重组蛋白的结构和功能，Ni2+亲和力高，能够通过一步纯化达到60%-90%的纯度。如果蛋白质溶解度不高，导致折叠困难、表达量低，可以选择较大的融合标签（GST、MBP、Trx等）帮助重组蛋白表达和折叠，提高重组蛋白溶解度，从而提高表达量。较大的融合标签有时也会导致翻译困难甚至提前中止，纯化后发现大部分都是标签蛋白也是常见现象。翻译的提前中止会大大影响重组蛋白产率和后续纯化，所以在短标签能够达到目的的时候，尽量不要选择大的融合标签。标签位置的选择也很重要：N端标签（短的或长的）自身带有启动子和适应宿主偏好的密码子，可以帮助目的蛋白表达，提高表达量，但是提前中止翻译的蛋白片段也会被一并纯化出来，降低重组蛋白纯度，对蛋白酶敏感的、自身容易降解的以及一级序列中有集中的疏水残基区的蛋白尤其要避免使用N端标签；C端标签则可以保证只有完整蛋白得到纯化。另外，如果蛋白的近N端或近C端有重要功能区，如酶活中心、配体结合位点、二硫键、多聚体稳定界面、相互作用界面等，则要避免纯化标签位于该末端，以免影响重组蛋白的结构和功能。如果融合标签对蛋白性质有较大影响，但又是纯化所必须的，就可以考虑在纯化过程中去除标签。主要有三种方法：化学裂解，如溴化氰（CNBr）、羟胺（NH2OH）等，能够简单有效地去除标签，但反应条件苛刻（羟胺需要在pH9.0下反应），特异性较差，而且会引入不必要的修饰，除包含体蛋白的处理外已经很少使用了；酶解，如PPase等，其底物一般是一段比较长的肽链，特异性强，是目前比较常用的方法，缺点是酶切反应需要较长的时间，也增加了蛋白纯化的步骤，使纯化变得繁琐；IMPACT质粒，该质粒在纯化标签和目的蛋白之间插入了一个蛋白质内含子（intein），intein具有可诱导的自切割活性，使用IMPACT质粒表达的重组蛋白，只需要改变缓冲液的pH和温度，即可切掉融合标签。
重组蛋白质的表达与纯化技术
重组蛋白质的表达与纯化技术蛋白质是生命体活动的重要组成部分，对于生命体的生长、繁殖和免疫功能起着至关重要的作用。
而重组蛋白质则是利用基因工程技术，将人工合成的外源基因导入到特定的宿主细胞中，通过细胞表达和纯化技术得到的转录翻译产物。
这种技术不仅可以生产天然蛋白质，还可以生产人工合成的新型蛋白质，对于疾病的治疗和新药的研发有着重要的意义。
一、蛋白质表达技术蛋白质表达是获得大量重组蛋白质的重要方法。
选择适当的宿主细胞和表达载体是获得高水平表达的关键。
常用的宿主细胞包括大肠杆菌、酵母菌、昆虫细胞、哺乳动物细胞等。
1.大肠杆菌表达系统大肠杆菌表达系统具有生长快、表达量高等优点，广泛应用于重组蛋白质的表达和纯化。
其表达载体主要有pET和pBAD两种，pET系统一般用于产生可以形成包涵体的重组蛋白，pBAD系统用于在分泌表达中产生滞留蛋白。
2.昆虫细胞表达系统昆虫细胞表达系统包括SF9、Sf21、HighFive等细胞系，常用的表达载体为pIB/V5-His、pFastBac等。
昆虫细胞表达系统通常用于表达大分子蛋白质，如糖蛋白、膜蛋白等。
3.哺乳动物细胞表达系统哺乳动物细胞表达系统是目前表达规模最大、表达产物最接近人体蛋白质的一种表达系统。
其表达载体主要有pCDNA3.1、pCI 等，常用于表达与人体有关的蛋白质，如抗体、生长因子等。
二、蛋白质纯化技术蛋白纯化是重组蛋白质生产的重要环节，其目的是得到高质量的、纯度较高的蛋白质样品。
常见的纯化方法包括亲和层析法、离子交换层析法、凝胶过滤层析法、逆流式层析法等。
1.亲和层析法亲和层析法是指因与载体中固定的亲和剂相互结合而纯化目标蛋白质的一种方法。
亲和剂通常是与目标蛋白质有特异性结合作用的化合物，如亲和标签、酶底物、抗体等。
常见的亲和层析方法有亲和柱层析、亲和膜层析等。
2.离子交换层析法离子交换层析法是根据蛋白质带有正或负电荷的差异性进行分离的一种方法。
离子交换层析的柱填充物常为离子交换树脂，其一般分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂两种。
重组蛋白分离与纯化技术 ppt!!!
影响盐析的因素
1）温度：除对温度敏感的蛋白质在低温（4度）操作外，一般 可在室温中进行。
2）pH值：大多数蛋白质在等电点时在浓盐溶液中的溶解度最 低。
周质蛋白质浓缩
收集菌体，重溶细胞沉淀于 30mM Tris-HCl pH8.0 20%的蔗糖中。加入EDTA, pH8.0（终浓度 为1mM）。加入磁力搅拌棒，室温下缓慢搅拌10分 钟。
离心收集细胞，去除上清液。 加入预冷的5mM MgSO4 中彻底重溶沉淀，在冰上
缓慢搅拌悬液10分钟。此时周质蛋白被释放入缓 冲液中。 收集上清以备活性分析
注意： 处理过程会产生大量的热，应采取相应降温措施。、 超声破碎细菌一般不宜超过10分钟，溶液变澄清即可停止破碎
蛋白质的盐析
中性盐对蛋白质的溶解度有显著影响，一般在低盐 浓度下随着盐浓度升高，蛋白质的溶解度增加，此
称盐溶；当盐浓度继续升高时，蛋白质的溶解度不 同程度下降并先后析出，这种现象称盐析。
蛋白质技术专题
重组蛋白分离与纯化技术
Mcstone
重组蛋白的富集
原核表达（pET载体）
诱导时间 诱导体积（溶氧量） 温度 IPTG用量 转速
酵母表达
温度 时间
分泌蛋白质浓缩
指溶质 从半透 膜的一 侧透过淀法
用与水可混溶的有机溶剂，甲醇，乙醇或丙酮，可 使多数蛋白质溶解度降低并析出，此法分辨力比盐 析高，但易导致蛋白质变性，应在低温下进行。
蛋白质沉淀的主要原因之一是改变了介质的介电常 数。
蛋白质分离纯化的目的
重组蛋白的表达
重组蛋白的表达1.概述分离纯化组成了基因工程的下游处理（downstream processing）时期，这一过程又和上游过程紧密相联系，上游过程的诸方面阻碍到下游的分离纯化，因此在进行目标蛋白质表达纯化时要统一考虑和整体设计，并充分考虑上游因素对下游的阻碍，如是否带有亲和标签，是否进行分泌表达。
目前应用最广泛的表达系统有三大类，分别是大肠杆菌表达系统、酵母表达系统和CHO细胞表达系统，不同的表达系统和培养方法显著阻碍下游的处理过程，目标蛋白表达是否形成包涵体，目标蛋白表达的定位（胞内、细胞内膜、周质空间和胞外），蛋白表达的量都依靠于所选择的表达系统。
选择将所表达的蛋白分泌到细胞外或周质空间能够幸免破裂细胞的步骤，同时由于蛋白质种类少，目标蛋白容易纯化；而在细胞质内表达蛋白，可能是可溶性表达，可能形成包涵体，可溶性的蛋白往往需要复杂的纯化步骤，而包涵体易于分离，纯度较高，但回收具有生物活性的蛋白却变的相当困难，需要对集合的蛋白进行变复性，通常活性蛋白的得率比较低，表1列出了不同策略对表达、纯化的阻碍，关于其中的有些缺点能够通过一定的方法进行克服和幸免，如利用DNA重组技术给外源蛋白加上一个亲和纯化的标签，有助于可溶性外源蛋白的选择性纯化，并能爱护目标蛋白不被降解（96）。
表 1 重组蛋白不同表达策略的优点和缺点表达策略优点缺点分泌表达至细胞外增强正确二硫键的形成降低蛋白酶对表达蛋白的降解可获得确定的N末端显著减少杂蛋白水平，简化纯化不需要细胞破裂表达水平低多数蛋白不能进行分泌表达表达蛋白需要进行浓缩细胞周质空间表达增强正确二硫键的形成可获得确定的N末端显著减少杂蛋白水平，简化纯化好些蛋白不能分泌进入周质空间没有大规模选择性的开释周质空间蛋白的技术周质蛋白酶可引起重组蛋白酶解胞内包涵体表达包涵体易于分离爱护蛋白质不被降解蛋白质不具有活性对宿主细胞生长没有大的阻碍，通常可获得高的表达水平需要体外的折叠和溶解，得率较低具有不确定N末端胞内可溶性蛋白表达不需要体外溶解和折叠一样具有正确的结构和功能高水平的表达常难以得到需要复杂的纯化可发生蛋白质的酶解具有不确定的N末端在细胞的提取物中，除了目标蛋白外，还含有其它各种性质的蛋白、核酸、多糖等。
蛋白表达及纯化PPT课件
萃取法
液-液萃取法
利用两种不混溶的溶剂，将目标蛋白 质从一种溶剂中转移到另一种溶剂中 。
反胶团萃取法
利用反胶团形成的微环境，选择性分 离和纯化蛋白质。
色谱法
凝胶色谱法
利用凝胶介质对不同大小的蛋白质颗粒的分离作用，将目标蛋白质与其他杂质 分离开。
离子交换色谱法
利用离子交换剂对不同带电状态的蛋白质的吸附作用，将其与其他蛋白质分离 开。
亲和层析
利用基因工程改造的蛋白质分 子上的特定标签与固相载体上 的配体结合进行分离纯化。常 用的亲和层析包括His-tag亲 和层析、GST亲和层析等。
离子交换层析和凝胶过滤 层析
与抗体药物的纯化类似，离子 交换层析和凝胶过滤层析也可 用于重组蛋白药物的进一步纯 化和精制。
蛋白质相互作用研究中的纯化应用
02
蛋白纯化方法
沉淀法
盐析法
通过加入高浓度的盐溶 液，改变蛋白质的溶解
度使其沉淀下来。
有机溶剂沉淀法
利用有机溶剂降低蛋白 质溶解度的原理，使其
沉淀。
聚合物沉淀法
利用聚合物与蛋白质的 相互作用，使蛋白质沉
淀。
低温沉淀法
在低温条件下，通过改 变蛋白质的溶解度使其
沉淀。
离心法
差速离心法
通过逐渐增加离心力，将 不同大小的蛋白质颗粒分 离开。
扩展床吸附技术
将大颗粒的介质填充于柱中，使流动相能够通过吸附作用去 除杂质，提高纯化效果。
集成化与自动化技术
集成化分离系统
将多个分离步骤集成在一个系统中， 实现连续的分离纯化，提高生产效率。
自动化控制技术
通过自动化控制系统，实现分离纯化 的全流程监控和自动调节，减少人为 误差和操作时间。
(完整版)1-大肠杆菌重组蛋白表达提取及纯化实验
第一天1、配置LB培养基：酵母粉15g、胰蛋白胨30g、氯化钠30g，定容至3000ml。
调节PH至7.4（2M NaOH），高压蒸汽灭菌20分钟，37℃保存。
分装成15瓶（每瓶200ml）。
2、接种（超净台要提前杀菌通风）取4瓶上述培养基，每瓶加200µlAMP（1:1000）、60µl菌液。
37℃过夜。
第二天1、扩大培养（超净台）4瓶扩至16瓶，每瓶培养基加200µlAMP，摇床培养1小时左右。
2、诱导（超净台）加40µlIPTG，加完后去除封口的除牛皮纸，扎口较松。
25℃摇床培养4小时。
3、离心获取菌体4℃，8000rpm离心25分钟。
注意配平。
4、超声波破碎菌体离心后去上清，向沉淀加入（600mlPB裂解液、300µl溶菌酶、3mlPMSF）。
将菌液转入2个烧杯中，冰浴超声波破菌，400W，75次，每次6秒，间隔2秒。
离心收集上清液。
600mlPB裂解液：20mM/L PB，10mM/L EDTA，5%甘油，1mM/L DTT，调节PH至7.4。
超声波破碎：首先用去离子水清洗探头，再将盛有菌液的小烧杯置于有冰水混合物的大烧杯中，冰水界面略高于菌液面即可。
探头浸没于菌液中，不可伸入过长。
注意破菌过程中由于冰的融化导致的液面变化。
5、抽滤（双层滤纸)洗胶（GST）。
将上述上清液抽滤，滤液与GST胶混合，磁力搅拌过夜。
第三天1、抽滤蛋白-胶混合液，滤液取样20µl，留电泳。
2、洗杂蛋白，用1×PBS+PMSF(1000:1)约400ml，洗脱若干次，用移液枪吸去上层泡沫（杂蛋白），至胶上无泡沫为止。
3、洗脱目的蛋白，洗脱液加50ml，分3次进行（15+15+15），每次加入后间歇搅拌，自然静置洗脱15分钟，抽滤，勿使胶干，合并洗脱液，取样20µl，留电泳。
用洗脱液调零，测OD280。
（OD值达到1.5为佳）4、将洗脱液置于透析袋中（透析袋应提前煮好），将透析袋置于2L透析液1中，加入磁珠置于4℃冰箱内磁力搅拌器上，4小时后换为透析液2。
重组蛋白的高效表达及纯化技术研究
重组蛋白的高效表达及纯化技术研究随着生物技术的发展，蛋白表达与纯化技术在医疗、工业以及科学研究等领域中扮演着越来越重要的角色。
其中，重组蛋白的高效表达及纯化技术是蛋白质学研究的关键环节之一。
本文旨在探讨目前被广泛应用的几种重组蛋白表达及纯化技术，以及它们的新进展与应用前景。
一、背景介绍重组蛋白指的是通过基因重组技术将人工合成的DNA片段引导到细胞中，使其在受到特定刺激后大量表达特定功能蛋白的一种新型蛋白质。
由于其具有高度专一性、易制备性以及更高的效力和安全性，越来越多的药物被开发为基于重组蛋白的生物制剂。
二、重组蛋白表达技术1. 原核表达系统原核表达系统是将DNA片段导入大肠杆菌等细菌中，在其形成菌落的过程中进行表达。
该系统的优点在于表达速度快、操作简便、表达产量高。
但同时，由于原核表达与真核细胞中的表达相比，它对于蛋白翻译辅助因子和蛋白修饰等生物特征的模拟程度较差，不利于蛋白的正确折叠，因此该系统表达的蛋白质通常需要经过重新折叠处理。
2. 原核表达系统与原核表达系统相比，真核表达系统更接近真实情况中的表达方式，对于全长的蛋白大多数时候能够实现正确的折叠。
在真核表达系统中，常用的系统包括昆虫细胞、哺乳动物细胞以及酵母菌表达系统等。
其中，哺乳动物细胞表达系统能够实现高产量、高质量的蛋白质表达，因此被广泛应用于蛋白质制备。
三、重组蛋白纯化技术1. 亲和层析法亲和层析法是一种将目标蛋白质从混合物中分离出来的技术。
该技术的依据是一种特定的与目标蛋白质具有相互作用的配体分离柱。
在该技术中，目标蛋白质与配体分离柱上的特定功能团结合，非特异性的蛋白质能够在洗脱过程中被去除。
2. 总体分离法总体分离法是将目标蛋白从混合物中分离出来，采用离心、可溶性和非可溶性的分离方法。
其中，在采用可溶性分离的方式时，常用的方法有两相法、分配层析等。
四、新兴技术及应用前景近年来，3D打印技术的应用逐渐渗透到生物医疗领域，并开始用于制备组织工程器官和人造蛋白质等领域。
重组蛋白质表达和纯化的新策略
重组蛋白质表达和纯化的新策略一、引言在生物医学研究和工业生产中，蛋白质的表达和纯化是非常重要的步骤。
传统的蛋白质表达和纯化方法存在许多问题，例如低表达水平、纯化困难、失活等。
为了突破这些限制，科学家们不断探索新的策略和技术。
本文将介绍一些新的重组蛋白质表达和纯化策略，以期提高表达水平和纯化效率。
二、全细胞重组表达系统为了提高蛋白质的表达水平，许多研究人员采用了全细胞重组表达系统。
这种系统将目标蛋白的基因导入宿主细胞中，并利用宿主细胞的生物合成机制进行表达。
与传统的胞外表达系统相比，全细胞重组表达系统具有优势，例如高表达水平、一次性纯化等。
其中，大肠杆菌是最常用的宿主细胞之一。
此外，酵母菌、昆虫细胞和哺乳动物细胞也被广泛应用于全细胞重组表达系统中。
三、亲和纯化技术亲和纯化技术是纯化重组蛋白质的关键步骤之一。
常见的亲和纯化技术包括金属螯合层析、抗体亲和层析和亲和标签纯化等。
金属螯合层析是利用金属离子与亲和标签结合，实现目标蛋白的纯化。
抗体亲和层析则是利用抗体与目标蛋白结合，通过柱子进行分离纯化。
亲和标签纯化是在目标蛋白的C或N端添加亲和标签，利用标签与亲和介质结合，从而实现纯化。
这些亲和纯化技术在重组蛋白质表达和纯化中发挥了重要作用，提高了纯化效率和纯度。
四、纳米技术在蛋白质纯化中的应用纳米技术是当前研究的热点之一，其在蛋白质纯化中的应用也受到了广泛关注。
例如，纳米颗粒可以作为纯化材料的载体，具有较大的比表面积，从而提高了纯化效率。
此外，纳米技术还可以用于改善蛋白质的稳定性和抗失活能力。
例如，通过纳米包裹技术，可以使蛋白质受到保护，从而提高其稳定性和生物活性。
五、衍生技术的应用除了上述策略和技术外，还有一些衍生技术被应用于重组蛋白质表达和纯化中。
例如，基因工程技术可以通过修改目标蛋白质的氨基酸序列，提高其表达水平和稳定性。
此外，蛋白质工程技术可以通过改变蛋白质的结构和功能，进一步提高纯化效率和生物活性。
酵母表达手册
酵母表达手册
酵母表达系统是一种常用于生产重组蛋白质的方法，其利用酵母细胞作为宿主来表达外源基因。
以下是酵母表达系统的基本步骤：
1. 基因克隆和转化：将目的基因克隆到酵母表达载体中，常用的载体有质粒和整合型载体。
转化方法包括电转化和化学转化。
2. 重组蛋白表达：将转化后的酵母细胞接种到发酵罐中进行培养，在适宜的温度、pH和营养条件下，目的基因在酵母细胞中表达出重组蛋白。
3. 蛋白质纯化：通过一系列的纯化技术，如离心、过滤、沉淀、亲和层析等，将重组蛋白从酵母细胞中分离出来并进行纯化。
4. 蛋白质后处理：根据需要，对纯化的重组蛋白进行进一步的后处理，如去盐、脱色、除菌等。
5. 蛋白质检测：通过SDS-PAGE、Western blot等方法检测重组蛋白的表达水平和纯度。
6. 蛋白质功能研究：对纯化的重组蛋白进行生物活性检测和功能研究，如酶活测定、免疫分析等。
在实际应用中，需要根据不同的需求选择不同的酵母表达系统，如酿酒酵母表达系统、毕赤酵母表达系统等。
同时，还需要对重组蛋白进行质量分析和稳定性研究，以确保其用于后续的实验或生产中具有可靠性和有效性。
重组蛋白的表达系统详细版
优化培养条件：优化 培养温度、pH、营养 物质等条件，提高重 组蛋白的表达水平。
开发更高效的亲和层析技术，提高目标蛋白的纯度和回收率。 引入连续层析技术，缩短纯化时间和降低成本。 利用蛋白质结晶技术，提高重组蛋白的结晶效率和纯度。 开发新型的蛋白去垢剂和清洗剂，减少对重组蛋白的损害和污染。
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常用方法：离心、过滤、沉淀、亲 和层析等
注意事项：避免蛋白降解和活性丧 失
重组蛋白用于蛋白质晶体学研究，解析蛋白质结构 重组蛋白表达系统能够高效表达和纯化蛋白质，提高晶体学研究效率 通过重组蛋白表达系统，可以生产具有生物活性的蛋白质，用于药物筛选和开发 重组蛋白表达系统在蛋白质晶体学研究中具有广泛的应用前景，为生命科学研究提供有力支持
载体构建：选择合适的载体分子，将重组DNA分子插入到载体分子中，形成重组载体。
转化：将重组载体导入受体细胞中，使目的基因在受体细胞中复制和表达。
克隆筛选：通过筛选和鉴定，从众多的转化子中选育出含有目的基因的阳性克隆。
宿主细胞类型：原核细胞、真核细胞、昆虫细胞等 选择依据：表达产物的纯度、表达量、安全性等 转化方法：电击法、化学法、显微注射法等 转化后筛选：抗性筛选、互补筛选等
重组蛋白表达系统用于生产抗 体药物
高效、可重复的抗体药物研发 过程
重组蛋白表达系统在抗体药物 研发中的优势
抗体药物的种类和应用领域
用于研究病毒结构、功能和 传播机制
重组蛋白表达系统在疫苗生 产中的应用
用于开发新型疫苗和治疗策 略
提高疫苗产量和纯度，降低 生产成本
用于研究蛋白质 之间的相互作用， 帮助科学家更好 地理解生命活动 的本质和疾病的
发生机制。
蛋白质表达与纯化技术研究
蛋白质表达与纯化技术研究近年来，随着基因工程和蛋白质领域的快速发展，蛋白质表达与纯化技术成为了研究人员经常使用的技术手段。
可以说，蛋白质表达和纯化是蛋白质学领域中最关键的环节之一。
在本文中，我将就蛋白质表达与纯化技术的研究进展进行阐述。
一、蛋白质表达技术蛋白质表达技术是指利用重组DNA技术将DNA重组体转移到表达宿主细胞中，进而通过该宿主细胞"工厂"产生目标重组蛋白的过程。
一般来说，蛋白质表达技术可以分为两种：原核表达和真核表达。
1. 原核表达原核表达是利用大肠杆菌(E. coli)等非真核生物，来表达人工制造出的外源蛋白。
大肠杆菌是一种常见的原核生物，因其便于培养和操作，被广泛应用于生物学、医学和工业等领域。
但此类细胞通常只能产生简单的蛋白质，复杂蛋白质则难以表达成功。
比如，人体内的重组蛋白质包含多个高级别的结构和翻译后修饰，这些都很难在外源宿主里表达出来。
2. 真核表达与原核表达不同，真核表达利用真核生物或真核细胞表达重组蛋白质。
常用的真核生物宿主主要有哺乳动物细胞、昆虫细胞和真菌细胞等。
与原核表达相比，真核表达的宿主细胞是高度复杂的，蛋白质表达的过程也需要考虑多个酶和底物的协同作用。
在实际应用中，对于两种表达方式，需要考虑多个因素，如表达载体、菌株和宿主细胞等。
此外，还需要合理的表达调节和蛋白结构优化等方面的计划。
二、蛋白质纯化技术蛋白质纯化是从复杂混合物中提取纯化目标蛋白的过程。
其主要作用是从经过表达的生物物质中分离出目的蛋白质，以便进行更深入的研究和应用。
一般来说，蛋白质纯化可以分为几个步骤：固定、溶解、层析、凝胶过滤和电泳等。
1. 溶解溶解是将生物物质中的蛋白质迅速分解为水溶液的过程。
这个过程最终会产生蛋白质，但这些蛋白质会成为含有多种其他杂质的复杂混合物。
2. 声明声明是通过加入化学物质或温度应力等方法将蛋白质释放出来，并使其与溶液中的其他组分分开。
声明的方法包括力学声明（如超声波或高压），化学声明和生物声明等。
基因工程的下游技术重组蛋白的表达、纯化和分析
基因工程的下游技术是实现基因功能研究和基因产品开发的关键环节，对于生 命科学研究、生物医药、农业、工业等领域具有重要意义。
基因工程下游技术的分类与流程
01
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04
05
分类
1. 目的基因的克 2. 重组载体转化 3. 表达产物的分 4. 表达产物的分
隆和…
宿主…
离和…
析
基因工程下游技术主要包 括重组蛋白的表达、纯化 和分析等技术。
根据宿主细胞的偏好性， 对重组蛋白基因的密码子 进行优化，以提高重组蛋 白的表达水平。
载体优化
通过改造载体，增加重组 蛋白的表达量和稳定性， 如使用分泌型载体、融合 标签等。
培养条件优化
通过调整培养基成分、温 度、pH等培养条件，提高 重组蛋白的表达水平。
03 重组蛋白的纯化
重组蛋白的分离与纯化方法
详细描述
纯化是重组蛋白制备的关键步骤，通常采用多种分离纯化技术，如离心、过滤、沉淀、离子交换、亲和层析等， 以去除杂质并获得高纯度的目的蛋白。
案例二：重组蛋白的结构与功能分析
• 总结词：重组蛋白的结构与功能分析是了解蛋白性质和功能的重要手段，通过 X射线晶体学、核磁共振等技术，可以解析蛋白质的三维结构，进一步揭示其 生物学功能。
重组蛋白纯化的优化策略
选择合适的亲和配基
针对目的蛋白的特性选择特异性结合的配基，提高亲和 色谱的纯度。
结合多种分离方法
综合运用多种分离技术，如凝胶过滤色谱和反相色谱等 ，提高目的蛋白的纯度和回收率。
ABCD
优化离子交换色谱条件
通过调整离子强度、pH等参数，提高分辨率和纯度。
优化缓冲液和添加剂
选择合适的缓冲液和添加剂，如稳定剂、还原剂等，保 持目的蛋白的稳定性和活性。
重组蛋白质的表达纯化和结构鉴定
重组蛋白质的表达纯化和结构鉴定在生物医学领域中，重组蛋白质凭借其广泛的应用前景成为了研究热点。
然而，要想获得高纯度的重组蛋白质，并对其结构进行准确的鉴定，需要经历一系列复杂而细致的实验步骤。
本文将从表达、纯化和结构鉴定三个方面介绍重组蛋白质的研究过程。
一、表达重组蛋白质的表达是研究重组蛋白质最初的关键步骤之一。
通常采用大肠杆菌（Escherichia coli）作为表达宿主。
首先，需要将目标基因克隆至表达载体中，确保其与启动子、转录因子等相互配合，并携带一定的标签，如His 标签、GST 标签等。
接着，将修饰好的表达载体转化至大肠杆菌中，采用选择性培养基筛选出目标菌株。
最后，将筛选得到的菌株进行大规模培养，促使目标基因在细胞内表达。
二、纯化获得表达目标蛋白的菌株后，需要将蛋白从细胞中纯化出来。
首先，采用超声波或高压颠破细胞壁，释放出蛋白质。
接着，通过离心等手段将蛋白质与其他细胞组分分离。
此时，可以利用目标蛋白质特异性的亲和层析柱，如镍柱、葡聚糖柱等，吸附目标蛋白质，并通过逆向洗脱等方法，得到高纯度的目标蛋白质。
三、结构鉴定获得纯度较高的重组蛋白质后，需要对其结构进行进一步的鉴定。
常用的结构鉴定方法包括X射线晶体学、核磁共振（NMR）、电子显微镜等。
X射线晶体学是目前应用最广泛的方法，通过将蛋白质结晶并进行X射线衍射实验，得到蛋白质的高分辨率结构。
NMR则通过测量蛋白质中核自旋的相对位置和相互作用关系，获取蛋白质的三维结构信息。
电子显微镜是一种能够获得蛋白质高分辨率结构的技术，主要应用于研究大分子复合物和纤维形态的蛋白质。
除了上述常用技术外，近年来还涌现出一些新的结构鉴定方法，如质谱联用技术、光学显微镜成像、负染电镜等。
这些方法的出现，为蛋白质结构鉴定提供了更多的选择和便利。
由于篇幅所限，本文仅对重组蛋白质的表达、纯化和结构鉴定进行了简要介绍。
事实上，研究重组蛋白质的过程还包括目标基因的设计与合成、蛋白质的功能分析等环节。
蛋白质的表达纯化
400ul
750ul
1800ul
50ul
10ul
灌完浓缩胶，插入梳子。等到浓缩胶自然凝聚后，将装置放入电泳槽内,加入电泳缓冲液,小心地拔出梳子，如果拔出梳子后加样孔之间的间隔发生扭曲，可以用注射器针头小心地加以整理。
01
加样：取大肠杆菌和BSA蛋白样品加样，每个加样孔加样不宜过多，一般每孔加样10L。
1．装配制胶用的玻璃板（由助教演示）。 2．制分离胶：按所需的浓度配制12.5％分离胶。 灌完分离胶后在胶面上小心加水封（注意不要冲坏胶面），等胶自然凝聚后（这时候在胶面与水封之间可以看见清晰的界限）
5ml
3ml
4ml
120ul
20ul
30%Arc-Bis
Tris-HCl pH 6.7
H2O
10%AP
6
稀释5×SDS/电泳缓冲液至1×浓度灌入电泳槽，需800毫升。
7
注意事项
将红色玻璃夹子底座朝下、卡口打开呈直角状，放入厚薄两片玻璃，薄玻璃朝向自己。注意厚玻璃箭头向上，旁边两条小玻璃条与薄玻璃接触，使之形成一个间隙。 在平整的桌面上放下玻璃与夹子，使玻璃和夹子的底面完全对齐，向外扳动塑料卡口，关紧夹子。
氯霉素酰基转移酶重组蛋白的分离，纯化
重组蛋白的变性裂解：在冰浴中冻融50ml菌体沉淀，加入5mL上样缓冲液GLB, 用吸管抽吸重悬, 4 ℃ 12000rpm 离心 30 min, 将上清（总蛋白细胞裂解液）吸至一个干净的容器中，并弃沉淀。
NTA层析柱的准备：在层析柱中加入1mL NTA介质，并分别用8mL 去离子水，8mL上样缓冲液GLB洗涤。(调速0.5ml/3分钟 ) 。
氨苄青霉素：100mg/mL
Washing Buffer（UWB）： 100 mM NaH2PO4, 10 mM Tris, 8 M Urea, pH6.3
GE中文-疫苗和载体纯化手册
将乙肝疫苗接种列入各国的计划免疫规划中。
对洗脱组分 1，2，3 中 r-HBsAg 的活性分析显示，组分1 中没
纯化策略
有 r-HBsAg 活性，组分2 中包含了大于 90% 的 r-HBsAg 活性，
据估计全世界约有 5% 的人口被乙肝病毒感染，仅在中国，就 可能有9%的人群是乙肝病毒的携带者，并且每年新增的感染 者高达一百万。为控制这种趋势，就要付出巨大努力，生产
14 对下游纯化工艺的杰出见解和技术支持
迎接现代疫苗和载体纯化的新挑战
正如以蛋白为原料的药物一样，疫苗以及载体也要受到管理 我们的研发人员，技术支持和维修专家可在生产的任何环节
部门的审查，要求产品符合严格的安全性和有效性的质量标 上为您提供帮助，解决问题。我们工程师熟知疫苗和病毒载
准。生物制药公司自身也同样要对自己的产品制定一些保证 体的下游制备过程中的纯化要求标准。由于疫苗，载体只在
Sepharose 4 Fast Flow 层析
Q Sepharose XL virus licensed 层析 超滤、透析
中空纤维柱 截留分子量 750 kDa
去除杂质 (HCP) 去除杂质 (HCP) 和 DNA
病毒浓缩和配制
纯化策略
如同其它所有病毒一样，人流感病毒颗粒远比蛋白质和肽这 类分子大，利用这个特征可以从发酵液中分离病毒。它能应
100 g
17-0448-02
cytodex 1
500 g
17-0448-03
cytodex 2 适合于一般病毒培养 (比表面积 3300 cm2/g)
cytodex 2
25 g
17-0484-01
cytodex 2
100 g
17-0484-02
SUMO-TAT-Sox2融合蛋白的表达及纯化
SUMO-TAT-Sox2融合蛋白的表达及纯化[摘要] 目的将小鼠Sox2基因、穿膜肽TAT以及小分子泛素样修饰蛋白SUMO融合并转入大肠杆菌中进行表达，最终获得大量具有高效穿膜活性的Sox2蛋白。
方法利用PCR技术扩增得SUMO-TAT融合基因，并插入到pET-3c载体。
再通过扩增获得小鼠Sox2基因，将其与pET3c-SUMO-TAT基础载体连接，构建得重组表达载体pET3c-SUMO-TAT-Sox2，然后转化到Rosseta(DE3)表达菌中，经IPTG诱导表达，使用Ni-NTA亲和层析进行分离纯化。
结果成功构建了pET3c-SUMO-TAT-Sox2原核表达载体，经终浓度为1 mmol /L的IPTG诱导4 h后表达约为57kDa的融合蛋白，以包涵体形式存在，Western Blotting检测显示良好特异性，经300 mmol/L咪唑洗脱可获得纯度较高的SUMO-TAT-Sox2融合蛋白。
结论得到大量带有穿膜肽TAT的融合蛋白Sox2，为今后利用重编程因子融合蛋白诱导体细胞重编程为iPS细胞奠定基础。
[关键词] Sox2基因；小分子泛素样修饰蛋白；TAT；原核表达；蛋白纯化转录因子Sox2属于HMG蛋白家族成员之一，具有维持胚胎干细胞自我更新能力，并能抑制中胚层细胞产生多种组织类型的细胞系的分化[1]。
Sox2可作为成体干细胞的分子标记物[2]。
范祖森等揭示了Sox2是通过招募介导组蛋白去甲基化和去乙酰化的NuRD复合物参与自噬调节，在细胞重编程过程中发挥重要作用[13]。
Sox2是通过转录激活SFRP2这一Wnt信号通路的拮抗因子，同时转录抑制WLS这一Wnt运输蛋白从而达到抑制经典Wnt信号通路的作用来实现从人胚胎干细胞向神经分化[4]。
由此可见，Sox2在在维持干细胞多能性以及细胞重编程中发挥重要作用。
小分子泛素样修饰蛋白(small ubiquitin-like modifier, SUMO)是一种与泛素在结构上十分相似的小分子多肽，作为重组蛋白表达的融合标签和分子伴侣，不仅可以与靶蛋白N端结合来帮助其正确转运和折叠，且SUMO有利于增加蛋白的可溶性，能够大大提高蛋白质在大肠杆菌的表达量[35]。
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蛋白表达、纯化服务技术服务手册（2014版）专注蛋白活性及抗体应用目录重组蛋白表达服务 (1)原核蛋白表达服务 (1)可溶保证型原核蛋白表达服务（不成功，零收费，基因免费） (1)原核上清保证型服务 (2)重组蛋白表达鉴定服务 (3)蛋白复性服务 (3)高密度发酵服务 (4)哺乳动物蛋白定制服务 (5)瞬时转染蛋白表达服务 (5)稳定转染蛋白表达服务 (6)重组抗体制备服务 (7)昆虫细胞蛋白表达服务 (8)其他蛋白表达服务 (9)蛋白纯化服务 (9)密码子优化 (9)内毒素控制及去除 (10)病毒包装服务 (11)专注蛋白活性及抗体应用重组蛋白表达服务重组蛋白表达与纯化技术广泛应用于生物技术、生命科学和医学等研究领域。
用于重组蛋白表达的宿主细胞通常来源于原核细胞，哺乳动物细胞，杆状病毒-昆虫细胞和酵母等蛋白表达系统。
近十年来，随着药物蛋白的快速发展与应用，高纯度活性蛋白的需求量也与日俱增。
南京德泰生物凭借专业的蛋白表达技术，可提供毫克至克级高纯度活性蛋白定制服务。
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原核蛋白表达服务德泰生物公司的大肠杆菌原核重组蛋白表达系统，可提供纯度大于95%的纯化蛋白，服务成功率大于95%。
所具有的上清蛋白表达技术为客户遇到的表达量低，包涵体等问题提供全面的解决方案。
研发人员的丰富蛋白复性经验、内毒素控制去除技术也使我们的原核蛋白表达服务平台广受青睐。
在重组蛋白表达实验中，大肠杆菌凭借其易于培养、繁殖迅速以及遗传稳定等优势被广泛使用。
但在实验中，研究人员也会碰到一些问题：1.目标蛋白表现为不可溶，形成包涵体。
2.蛋白质不表达或表达量很低。
3.细胞周质内含有种类繁多的内毒素。
德泰生物在大肠杆菌重组蛋白生产方面，有着数十年的研究经验。
我们通过公司自有的技术对大肠杆菌表达系统进行优化，例如，表达载体与表达菌株的选择、表达条件优化、上清表达技术、蛋白质复性技术，内毒素检测控制去除技术等，可以有效解决蛋白质表达量低、目标蛋白不溶或难溶、免疫毒性等问题，蛋白成功交付率大于95％。
可溶保证型原核蛋白表达服务（不成功，零收费，基因免费）南京德泰生物的可溶蛋白表达服务是我们原核蛋白表达技术服务的重要类型，主要适合于重组蛋白表达量低，包涵体复性难的情况。
南京德泰生物的可溶蛋白保证型套餐的交付成功率大于95%，自研密码子优化技术及复性技术保证了交付蛋白的可溶性及更高的天然折叠性。
专注蛋白活性及抗体应用原核上清保证型服务上清蛋白表达服务是我们原核蛋白服务的高级类型，主要适合于重组蛋白上清表达量低，包涵体复性出的重组蛋白无法正常折叠，客户对上清蛋白情有独钟的情况。
南京德泰生物的上清蛋白表达保证型套餐会通过优化基因序列，选择优化载体，筛选优化表达条件等多种方式保证上清蛋白的表达量。
原核上清服务流程重组蛋白表达鉴定服务南京德泰生物的重组蛋白表达鉴定服务是原核重组蛋白定制服务的组成之一。
主要适合于已知基因序列，但表达量较少或者表达为包涵体的情况。
南京德泰生物会分析基因序列和相应的蛋白序列信息。
针对表达条件进行优化，并为客户提供表达过程报告。
专注蛋白活性及抗体应用蛋白复性服务蛋白质复性是通过人工手段将蛋白质从无活性形式转变成活性形式的过程。
蛋白质复性是基因工程技术中的重要手段。
在目的蛋白基因转入原核表达体系或真核表达体系进行表达时，由于表达系统的自身原因以及目的基因密码子的特异性，表达出的蛋白质很容易聚集成包涵体。
南京德泰生物提供的包涵体复性服务可以使您从繁琐的复性方法尝试中解脱出来。
我们的技术服务团队拥有多年的蛋白质复性经验，已经成功应用到已交付的客户蛋白。
南京德泰生物的蛋白质复性服务会考虑到不同蛋白质包涵体的特定结构与理化特性，采用不同的变复性方法。
复性条件包括pH、温度、蛋白浓度、离子浓度等。
复性辅助剂包括分子伴侣、氧化还原对等。
包涵体蛋白复性过程包涵体蛋白复性案例介绍1.蛋白复性前:蛋白B201表达为包涵体，以单体的形式存在，没有活性。
2.复性后，蛋白获得正确的折叠，并有关键二硫键形成，二聚体活性很高专注蛋白活性及抗体应用高密度发酵服务南京德泰生物的重组蛋白大规模制备服务是原核重组蛋白定制服务的组成之一。
我们拥有5升、50升、1000升的发酵罐，提供流程开发、细胞高密度发酵、发酵参数优化、重组蛋白大规模制备及纯化等多项服务。
发酵流程图专注蛋白活性及抗体应用哺乳动物蛋白定制服务哺乳动物细胞凭借蛋白折叠和翻译后修饰的优点，使其蛋白更接近天然蛋白，从而获得与天然蛋白相同的生物活性。
由哺乳动物系统表达的重组蛋白通常应用于功能蛋白，抗体生产和临床疫苗等。
德泰生物提供的哺乳动物细胞重组蛋白表达服务，主要包括目标基因生物信息学分析，瞬时表达，稳定细胞系的开发，以及重组抗体的生产。
我们通常采用无血清悬浮细胞培养的方法，对HEK293（人胚肾细胞系统）和CHO （中国仓鼠卵巢细胞系统）等宿主细胞进行培养。
凭借着公司数百平米的细胞房和多名专家提供的的技术支持，我们可以同时交付多个项目，并能够根据用户的要求生产出克级重组蛋白。
我们的哺乳动物细胞蛋白表达服务具有以下优势：●自主研发高产率表达系统proEM,产能表现卓越●自主知识产权密码子优化技术，考虑到蛋白表达的诸多因素●数百平方百级细胞房，可同时承担客户多个项目和多个中试项目●全程服务：设计基因、瞬转、稳定细胞株、重组抗体生产、数据及报告整理。
我们提供一站式服务及终生售后。
瞬时转染蛋白表达服务瞬时转染是指外源基因进入受体细胞后，仅存在于游离的载体上，不整合到细胞的染色体上。
哺乳动物瞬时转染表达需要在外源基因导入哺乳动物细胞后的1-4天后，收获细胞并对目的基因进行表达分析。
哺乳动物瞬时转染表达技术服务流程专注蛋白活性及抗体应用稳定转染蛋白表达服务CHO细胞是在稳定细胞系中应用最广泛的细胞。
德泰生物针对proEM系统定向驯化的pro-CHO细胞，在重组蛋白生产过程中表现出很高的产能和细胞密度。
pro-CHO还可以根据客户特殊的培养基成分进行驯化。
在蛋白表达过程中，pro-CHO展示卓越的生长代谢特征，不管是在摇瓶，还是在wave或细胞罐中，其强劲的生长曲线为蛋白高产奠定了坚实的基础。
稳定转染是指外源基因进入受体细胞并整合到细胞的染色体上，使宿主细胞可长期表达目的基因。
稳定转染表达需要在瞬时转染表达基础上根据不同表达质粒中所含有的抗性标记不同，选用相应的药物对靶细胞进行筛选，从而得到可稳定表达目的基因的细胞系。
我们的优势：●最新技术双压力proEM系统，全面提升高表达稳定细胞系成功率。
●严谨的细胞来源：细胞来源可追溯，商品化的培养基。
●宽广的表达对象：重组单抗、蛋白、抗体或蛋白片段●稳定高产：重组单抗可达2g/L,1.8x107cell/ml●周期短：从DNA到细胞株只需要3-4个月●全程技术支持稳定转染表达技术服务流程专注蛋白活性及抗体应用重组抗体制备服务南京德泰生物自主开发的proEM高表达系统，特别适合在293或CHO细胞中，快速高效地建立重组单抗的稳定表达细胞系。
在这些稳定转染的细胞系中，抗体基因被稳定重组在293或CHO细胞的基因组中，可以稳定高效地表达鼠兔或人等哺乳动物的单克隆抗体。
南京德泰生物创新型的双压力筛选系统，可以高效的将稳定转染的细胞筛选出来，经过ELISA和SDS-PAGE表达检测后，在无血清的培养基中进行表达优化，放大生产。
稳定表达的细胞系要比瞬时转染的细胞表达量高几倍至几十倍，为下游的抗体生产节省了大量成本。
我们较好的一株稳定表达细胞，达到1.3g/L抗体表达量。
德泰最终会交付3株表达最好的细胞株给客户。
同时可以帮客户生产百克级的重组单克隆抗体。
●自主研发的proEM高表达系统,最适合用于重组抗体高表达●保证型，零风险，不成功，不付费●高表达，高稳定性，可达1.3g/L高表达●无血清培养，无任何动物源污染●宽广的表达对象包括：全长抗体、Fab、scFv等●快速的交付周期：3个月重组抗体技术表达服务流程专注蛋白活性及抗体应用昆虫细胞蛋白表达服务德泰生物的杆状病毒—昆虫细胞蛋白表达服务包括病毒制备和大规模蛋白生产等项目。
我们可以提供整套BEVS技术服务，对客户提供的基因序列分析测试，提供免费密码子优化，以提高蛋白表达量；同时，我们可以提供大规模BEVS蛋白生产，并根据客户需求进行纯化及生物活性测试。
杆状病毒表达载体系统（baculovirus expression vector system，BEVS）是当今基因工程四大表达系统之一。
BEVS属于真核表达系统，通过BEVS得到的重组病毒易于筛选、具有翻译后修饰功能、表达外源基因的效率较高。
BEVS还可以同时表达多个外源基因，在保证分泌蛋白生物活性的同时增加产量。
因此，BEVS在科研和工业生产中通常应用于大规模重组蛋白的制备。
昆虫细胞蛋白表达服务流程专注蛋白活性及抗体应用其他蛋白表达服务蛋白纯化服务蛋白纯化的总体目标就是要在高效率、高产率的条件下获得高纯度、高活性和完整的目标蛋白。
目标蛋白不同、蛋白来源不同、蛋白研究目的不同，选择的蛋白质纯化方法也应有所差异。
从原理上讲，蛋白质纯化主要基于蛋白质在溶解性、电荷性、分子量大小或者亲和特异性等特性。
从蛋白质纯化过程来说，一般需要经过蛋白质样品预处理、分离提纯、精细提纯等步骤。
德泰生物拥有先进的AKTA纯化系统和全套预装的离子柱、分子筛、疏水柱和亲和柱。
专业的蛋白质纯化团队，可以根据目的蛋白的特点以及样品的来源，利用凝胶过滤、离子柱、分子筛、亲和柱、电泳、共价色谱等蛋白纯化技术为您制定最适合的蛋白纯化方案。
初步获得的目标纯化蛋白，再经过制备级的HPLC可以获取超高纯度的蛋白，用于结晶等高级应用。
蛋白质纯化案例介绍无标签蛋白多步纯化-目标蛋白Protein V1(~14.7Kd),杂蛋白(~10Kd)Lane1:初步纯化后的目标蛋白与杂蛋白，靠的很近Lane2-15:经过离子柱,分子筛与疏水柱,多重纯化,目标蛋白被分离该项目难点:无标签蛋白，杂带与目的蛋白靠的很近密码子优化密码子优化涉及的优化点可以从基因合成、载体构建、基因转录、mRNA翻译、翻译后修饰等过程中提取，目的只有一个，就是便于相关过程的高效达成。
以下内容将详细列举优化参数，并对关键参数进行概括描述。
专注蛋白活性及抗体应用基因合成平衡GC含量正反向重复序列二级结构表达载体构建目标基因上下文酶切位点基因转录平衡GC含量平衡CpG岛SD序列Kozak序列TATA框Chi位点终止信号隐蔽剪切位点mRNA翻译及折叠密码子偏好性GC含量polyA位点信号mRNA二级结构mRNA自由能核糖体绑定位点内毒素控制及去除内毒素（endotoxin）是革兰氏阴性细菌细胞壁中的一种成分，叫做脂多糖(LPS)。