蛋白表达-纯化与分析
蛋白质的表达纯化
完全紧贴。）正常安装则会形成一个密闭的容
器。
蛋白质的表达纯化
5.将底座的开关打开， 并向外拨动透明的架子， 使中间空隙增大，放入 电极架。
6.如图所示将电极架往下 压（约1~2mm），使底面 完全接触。
蛋白质的表达纯化
7.关上底座开关。
8.放入电泳槽内，加上加样 架加样。注意加样架与刚才 制胶所用的梳子齿数必须一 致。
• 3. 细胞裂解液3mL以10-15mL/h 流速上Ni2+-NTA柱，收集流 出液。
• 4.洗脱杂蛋白：用50mL洗涤缓冲液UWB以10-15mL/h流速洗柱， 分别取10ul洗涤开始与结束时的样品用于SDS-PAGE 分析。
• 5.洗脱目标蛋白：用10mL洗脱缓冲液洗柱，每管0.5－1 mL， 共收集6－10管，分别取1蛋0白u质l样的表品达纯用化于SDS-PAGE 分析。
蛋白质的表达纯化
实验步骤
• 一、氯霉素酰基转移酶重组蛋白的诱导 • 1. 接种含有重组氯霉素酰基转移酶蛋白的大肠杆菌
BL21菌株于5mL LB液体培养基中 （含100ug/mL 氨苄 青霉素），37℃震荡培养过夜。 • 2. 转接1mL过夜培养物于100mL（含100ug/mL 氨苄青霉 素）LB液体培养基中，37℃震荡培养至OD600 = 0.6 0.8。取10ul 样品用于SDS-PAGE 分析。 • 3. 加入IPTG至终浓度0.5 mmol/l, 37℃继续培养1-3h. • 4. 12，000rpm 离心10 min, 弃上清，菌体沉淀保存于20℃或-70℃冰箱中。
蛋白质的表达纯化
• 3．制浓缩胶：按所需的浓度配制4%的浓缩胶，配
方如下：
30%Arc- Tris-HCl H2O
Bis
生物医药中的蛋白质表达与纯化
生物医药中的蛋白质表达与纯化蛋白质是生命体中最重要的有机物之一，它们参与了几乎所有的生命相关过程，包括代谢、细胞信号转导、免疫防御等。
因此，在许多生物医药研究领域中，研究蛋白质表达和纯化已经成为当今的热门研究方向之一。
一、蛋白质表达技术蛋白质表达是指在细胞中合成蛋白质的过程，其主要方法是利用表达载体将目标蛋白质基因导入宿主细胞中，使其能够大规模表达出来。
其中最常用的表达系统是大肠杆菌表达系统和哺乳动物细胞表达系统。
1、大肠杆菌表达系统大肠杆菌通常被用作表达外源蛋白质的宿主细胞，因为其细胞生长快速且易于操作。
该表达系统通常利用大肠杆菌基因组的一部分来连接目标蛋白质基因并实现蛋白质表达。
遗憾的是，大肠杆菌常常会形成蛋白质的不溶性体，这是由于你的质量比较大，难以被合适地折叠成稳定的构象。
因此，提取可溶性蛋白质是这一表达系统的主要问题之一。
2、哺乳动物细胞表达系统与大肠杆菌表达系统不同，哺乳动物细胞表达系统可用于表达复杂的蛋白质，如具有复杂糖基化模式的蛋白质。
这种表达系统通常是通过将目标蛋白质基因导入哺乳动物细胞中，使其在细胞内表达目标蛋白质。
二、蛋白质纯化技术蛋白质纯化是指将目标蛋白质从复杂的生物混合物中分离出来的过程。
该过程是一系列分离和纯化步骤的组合，其中包括固定化金属离子亲和层析、凝胶过滤层析和离子交换层析等技术。
1、固定化金属离子亲和层析固定化金属离子亲和层析（IMAC）是目前蛋白质纯化的一种最常用技术。
该技术利用一种含有带有金属离子配体分子的树脂（如Ni2+或Zn2+），并利用这些金属离子与蛋白质中暴露的组氨酸或半胱氨酸结合的特性来实现目标蛋白质的分离纯化。
2、凝胶过滤层析凝胶过滤层析（gel filtration chromatography）也称为大小排除层析，将会把分子根据大小过滤排除，这是一种基于分子大小差异原理的蛋白质纯化技术。
通过大小排除层析，低分子量目标蛋白质可以快速流过呈大小孔隙的树脂颗粒，而高分子量物质则在树脂颗粒中保留更长时间，以实现目标蛋白质与其他分子的分离。
蛋白体外表达与纯化
蛋白体外表达与纯化随着后基因组时代的到来，蛋白质组成为科学研究的热点。
蛋白质作为生命机体的主要活动的承担者，其体外表达与纯化在研究相应基因的功能上有重要意义。
蛋白体外表达系统按其表达宿主可分为原核表达系统，真核表达系统和哺乳动物细胞表达系统。
一：原核表达系统原核表达系统的宿主菌主要以大肠杆菌为代表，大肠杆菌表达体系是目前应用最广泛的外源基因表达体系，这也是外源基因表达的首选体系。
该表达体系的优点：遗传学和生理学背景清楚；容易培养；外源基因经常可以高效表达及操作简单、周期短、成本低等。
其不足之处是不能进行典型真核细胞所具有的复杂的翻译后修饰；广泛的二硫键的形成及外源蛋白组装成蛋白复合体的能力也受到限制；另外外源基因产物在大肠杆菌中易形成不溶的包涵体；有时由于真核mRNA的结构特性及密码子使用频率与大肠杆菌的差异，而的不到足够的产物。
二：真核表达系统真核表达系统的宿主菌主要以酵母表达系统为代表，酵母基因表达系统的载体通常既能在酵母中进行复制也能在大肠杆菌中进行复制，形成所谓酵母菌――大肠杆菌穿梭载体。
因以大肠制备质粒DNA较方便，通常利用大肠杆菌系统构建酵母载体以简化手续，缩短时间。
作为基因表达系统的宿主应该具备以下条件：安全无毒，不致病；遗传背景较清楚，容易进行遗传操作；容易进行载体DNA的导入；培养条件简单；有良好的蛋白分泌能力；有类似高等真核生物的蛋白翻译后修饰功能。
三：哺乳动物细胞表达系统由于本专业不涉及哺乳动物细胞表达系统的应用，故此不赘述。
表达载体的种类及相应的分离纯化方法作为表达载体必须具备以下特征：稳定的遗传复制、传代能力，无选择压力下能存在于宿主细胞内；具有显性的筛选标记；启动子的转录是可调控的；启动子的转录的mRNA能够在适当的位置终止；具有外源基因插入的多克隆位点。
在原核表达系统中常用的表达载体有：PET－载体系列，用这类载体表达出的外源蛋白在Ｎ端或Ｃ端或两端均具有his tag。
蛋白质表达与纯化技术进展
蛋白质表达与纯化技术进展蛋白质表达和纯化技术是现代生命科学领域的重要研究方向之一。
蛋白质是生物体的重要组成部分，它们在细胞内发挥多种重要的功能，如催化代谢反应、维持细胞结构和信号传递等。
因此，研究蛋白质的结构和功能对于深入理解生命现象和开发新药物具有重要意义。
在过去的几十年中，蛋白质表达和纯化技术得到了迅猛发展。
这些技术的主要目的是在大量表达和纯化蛋白质的同时保持其结构和功能的完整性。
下面将介绍一些主要的蛋白质表达和纯化技术进展。
一、蛋白质表达技术1. 原核表达系统原核表达系统是最早被开发出来的蛋白质表达系统之一。
该系统利用了细菌的表达机制来表达目的蛋白质。
原核表达系统主要包括大肠杆菌表达系统和蓝藻表达系统。
这两个系统具有表达效率高、操作简便等优点。
同时，这些系统也存在着一些问题，如无法表达复杂的蛋白质、蛋白质折叠和结构的失真等。
2. 酿酒酵母表达系统酿酒酵母表达系统是一种简单易用的真核表达系统，被广泛应用于蛋白质的高效表达。
与其他真核表达系统相比，酿酒酵母表达系统具有表达效率高、生长速度快等优点。
由于酿酒酵母表达系统是一种酵母菌，因此其表达的蛋白质具有真核生物的折叠和修饰机制，表达的蛋白质可以更好的保持其原始性和功能性。
3. 昆虫细胞表达系统昆虫细胞表达系统是一种常见的真核表达系统，它利用了昆虫细胞的表达机制来表达目的蛋白质。
与其他真核表达系统相比，昆虫细胞表达系统具有表达效率高、蛋白质修饰机制完整等优点。
由于昆虫细胞表达的蛋白质具有真核生物的修饰机制，因此该系统被广泛应用于研究真核生物的蛋白质结构和功能。
二、蛋白质纯化技术1. 亲和层析法亲和层析法是一种利用配体与目标蛋白质的特异性互作来实现蛋白质分离纯化的方法。
配体可以是一种低分子物质或蛋白质，它们可以选择性地结合到目标蛋白质的表面刻痕上。
亲和层析法可以根据不同的配体选择不同的分离方法，如亲和膜、亲和树脂、亲和磁珠等。
亲和层析法具有高分离效率、简单、快速等优点，被广泛应用于蛋白质的分离和纯化。
蛋白表达与纯化-真核表达
蛋⽩表达与纯化-真核表达
真核表达的⽅式：包括原核蛋⽩表达与纯化、酵母蛋⽩表达与纯化、昆⾍细胞蛋⽩表达与纯化、哺乳动物细胞蛋⽩表达与纯化。
蛋⽩表达从哪⼀步开始呢？
1. 从基因合成开始，只需要提供具体的序列；
2. 提供cDNA基因模版，最后提供测序报告，以证明序列是正确的；
3. 提供质粒，如果是T载体，需要从构建载体开始，如果是PET28a和PET32a或其他可以直接⼩量诱导的质粒，可以从纯化开始；
4. 提供菌株，从纯化开始（菌株存放时间长可能活性会变差）
根据客户的需求，我们提供从基因合成，载体构建，基因表达，蛋⽩纯化、检测等⼀站式服务。
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
02
03
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。
蛋白质表达纯化概述
昆虫表达系统的优缺点
• 1，组蛋白具有完整的生物学功能，如蛋白的正确 折叠、二硫键的搭配
•
2，蛋白翻译后的加工修饰；
•
3，表达水平高，可达总蛋白量的50%；
•
4，可容纳大分子的插入片段；
•
5，能同时表达多个基因。主要缺点是外源蛋
白表达处于极晚期病毒启动子的调控之下，这时
由于病毒感染，细胞开始死亡。
2.3 采用什么培养基进行表达？LB,TB,SOB,SOC等等。 2.4 客户是否有Protocol、essay等参考文献 • 客户是否指定用某种纯化工艺：亲和层析、排阻层析、反向层析、疏水层析、离子交
换 2.5 表达前是否要做小量实验（预表达/预实验/小试）。是否要做表达条件的优化筛选？
如果有，需要做温度、IPTG浓度、诱导OD、抗生素浓度（不常用）、诱导时间中的哪 些优化筛选。 2.3 蛋白纯度要求、浓度要求（蛋白定量方法:分光光度法、旋光光度法等）、蛋白总量 要求。是否要去热源（又叫内毒素，常用于抗原抗体的制备以及药物的筛选。）是否 要去除RNA，是否要去除核酸，是否要去除DNA。 2.4 蛋白活性要求（如果用于抗体的制备可以不需要活性。） 2.6 蛋白WB检测：常用于真核细胞表达检测。
2.1是否需要蛋白标签 GST（常用，增加蛋白溶解性）、His（最常用，用于易表达纯化， 性质稳定的蛋白）、Strep（有I、II两种!!实验方法不同。）、Flag （Flag是一种抗体， 特异性高，表达量相对较低，常用于昆虫、哺乳动物细胞的表达）等
2.2 如果有标签，是在3‘端还是在5’端（或者是蛋白标签在N端还是C端）。需不需要 酶切位点（用于后续纯化中去除标签）。是否要进行基因突变，突变位点在哪里？
• 昆虫表达系统是一类应用广泛的真核表达系统，它具有同大多数高等 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。昆虫杆状 病毒表达系统是目前国内外十分推崇的真核表达系统。利用杆状病毒 结构基因中多角体蛋白的强启动子构建的表达载体，可使很多真核目 的基因得到有效甚至高水平的表达。它具有真核表达系统的翻译后加 工功能，如二硫键的形成、糖基化及磷酸化等，使重组蛋白在结构和 功能上更接近天然蛋白；其最高表达量可达昆虫细胞蛋白总量的50%； 可表达非常大的外源性基因(一200kD)；具有在同一个感染昆虫细胞 内同时表达多个外源基因的能力；对脊椎动物是安全的。由于病毒多 角体蛋白在病毒总蛋白中的含量非常高，至今已有很多外源基因在此 蛋白的强大启动子作用下获得高效表达。。常用的杆状病毒包括苜蓿 银纹夜蛾核型多角体病毒(AcNPV)和家蚕型多角体病毒(BmNPV)，常 用的宿主细胞则来源于草地夜蛾Sf9细胞，用于表达外源基因的质粒 来源于PUC系列，其含有一个多克隆位点和多角体蛋白启动子。
蛋白表达纯化实验步骤
蛋白表达纯化实验步骤（待改进）1、取适当相应蛋白高表达的动物组织提total-RNA。
2、设计蛋白表达引物。
引物要去除信号肽，要加上适当的酶切位点和保护碱基。
3、RT-PCR，KOD酶扩增获取目的基因c DNA.4、双酶切，将cDNA.克隆入PET28/32等表达载体。
5、转化到DH5α感受态细菌中扩增，提质粒。
6、将质粒转化入表达菌株，挑菌检测并保种。
表达菌株如Bl21（DE3）、Rosetta gami（DE3）、Bl21 codon（DE3）等。
7、蛋白的诱导表达。
1）将表达菌株在3ml LB培养基中摇至OD=0.6左右，加入IPTG，浓度梯度从25μM 到1m M。
37度诱导过夜(一般3h以上即有大量表达)。
2）SDS-PAGE电泳检测目的蛋白的表达。
注：目的蛋白包涵体表达量一般会达到菌体蛋白的50%以上，在胶上可以看到明显的粗大的条带。
3）将有表达的菌株10%甘油保种，保存1ml左右就足够了，并记录IPTG浓度范围。
甘油是用0.22μm过滤除菌的，储存浓度一般是30%-60%，使用时自己计算用量。
4）用上述IPTG浓度范围的最低值诱导10ml表达菌，18度，低转速（140-180rpm），诱导过夜作为包涵体检测样品。
注意：1.如果表达的蛋白对菌体有毒性，可以在加IPTG之前的培养基中加入1%的葡萄糖用来抑制本底表达。
葡萄糖会随着细菌的繁殖消耗殆尽，不会影响后面的表达。
2.保种可以取一部分分成50μl一管，每次用一管，避免反复冻融。
8、包涵体检测。
方案见附件29、如有上清表达，则扩大摇菌。
1）取保种的表达菌株先摇10ml，37度，300rpm摇至OD>=1.5，约5h左右，视菌种的活性而异，也可过夜摇菌。
2）将上一步中的8ml加入300ml培养基中37度，250rpm摇至OD= 1.0左右（约2.5h~3h），然后加IPTG（浓度同包涵体检测中使用的浓度。
）注：菌液浓度要适当的浓一些，否则第二天收集不到足够的菌体，因为低温低转速细菌生长非常缓慢。
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。
蛋白质表达与纯化技术的研究进展
蛋白质表达与纯化技术的研究进展随着生物技术的发展，蛋白质表达与纯化技术也得到了迅速的发展。
蛋白质是生命物质中至关重要的组成部分，为研究生命的机制及开发生物制药提供了重要的基础和前提。
本文将从蛋白质表达及纯化技术的研究进展入手，介绍相关的前沿技术和方法。
一、蛋白质表达技术的研究进展1.1 原核表达系统原核表达系统是一种常用的蛋白质表达技术，它利用细菌的生物学特性，在大规模表达目标蛋白质的同时，具有快速、高效、经济的优势。
近年来，原核表达系统也得到了不断的改良和优化，例如利用基因工程技术将目标蛋白质表达的速度和表达量得到了显著提高，进一步拓宽了其应用范围。
1.2 酵母表达系统酵母表达系统主要利用酵母菌作为载体表达目标蛋白质，具有高表达量、合成质量好、能够进行翻译后修饰等优点。
在酵母表达系统中，利用选择性培养基的筛选方法可以显著提高目标蛋白质表达的效率和纯度。
1.3 昆虫细胞表达系统昆虫细胞表达系统是一种常用的哺乳动物细胞表达系统，利用昆虫细胞（如Sf9、Sf21细胞等）表达目标蛋白质。
这种系统具有易于维护，表达效率高，重组蛋白质具有天然的哺乳动物的修饰等优点。
目前，昆虫细胞表达系统已经被广泛应用于疫苗、生物药物等领域。
1.4 哺乳动物细胞表达系统哺乳动物细胞表达系统是目前最常用的蛋白质表达技术，通过利用哺乳动物细胞表达目标蛋白质并进行不同程度的修饰，可以得到与天然蛋白质相似的重组蛋白质。
此外，该系统还可应用于细胞培养技术、生物药物研发等领域。
二、蛋白质纯化技术的研究进展2.1 柱层析技术柱层析技术作为蛋白质纯化的核心技术，是一种能根据其化学性质和物理性质特征，利用不同的色谱柱实现组分分离的技术。
随着柱层析技术的发展，液相色谱、气相色谱、毛细管电泳等技术的出现，蛋白质的纯化程度得到了进一步提高。
2.2 薄层凝胶电泳技术薄层凝胶电泳技术是一种以物质的分子量为分离基础，利用电泳原理实现生物大分子分离的技术。
蛋白可溶表达与纯化的详细实验过程
蛋白可溶表达与纯化的详细实验过程2010年02月27日星期六09:02丁香园chrispp作品。
一、证明目的蛋白有表达1、挑取一单菌落接种于含氨苄(Amp，终浓度为100g/mL)的3mL液体LB培养基中37℃，250rpm培养过夜。
2、将过夜培养菌液以1:100转接于含上述抗生素的100mL液体LB中，37℃，250rpm，3.5h （大量培养至OD600＝0.6左右）。
3、取出1mL菌液为未诱导的电泳对照，剩余培养液加入诱导物IPTG至终浓度为1mmol/L，继续振荡培养4h。
4、以未诱导菌液与IPTG诱导后菌液作对比，SDS-PAGE检测。
结果如下：图11:pET-32aA3未诱导，2:pET-32aA3未诱导，3:pET-32aA3诱导后，4:pET-32aA3诱导后二、表达的情况，是可溶还是沉淀1、将上述的37℃诱导菌液离心（4℃，12000g，5min），弃上清（LB培养液），沉淀重悬于0.9%NaCl溶液洗菌。
2、将重悬于0.9%NaCl的菌体溶液离心（4℃，12000g，5min），弃上清（0.9%NaCl洗菌液），得菌体，称菌体重量，重悬于8mL PBS（pH7.0）缓冲液，缓冲液用量根据50~100mg/mL的菌液终浓度。
3、超声破菌：冰浴条件下，超声波破碎大肠杆菌，超声设置如下功率：400W，工作：15s，间隔：45s，全程时间：30min（30次左右）以菌液由白变透明，且不粘稠为依据（少量菌液用液氮反复冻融7次以上效果也不错，而且简单，但是DNA 出来后会粘稠，可能加dna酶后会好些，那样好离心，我是用接近最高转速离心的（没加dan酶），不然分不开）4、将超声波破碎的菌液离心（4℃，12000g，15min），分别收集上清和沉淀，各取1mL，加入1mL2×上样缓冲液，沸水浴10min，SDS-PAGE检测。
结果如下：图21:pET-32aA3诱导上清，2:pET-32aA3诱导沉淀三、探索可溶表达条件有上述实验结果可知，目标蛋白在上清也有表达，即存在可溶性的表达，但是量很少，大部分也包涵体的形式存在（沉淀中），而包涵体的存在也证明了蛋白表达量很高，上清可溶蛋白的可操作性等因素都优于对包涵体蛋白的分离纯化，所以可通过探索可溶表达条件，最终来加大上清蛋白的含量，以利于下一步实验的进行。
蛋白体外表达与纯化
蛋白体外表达与纯化随着后基因组时代的到来,蛋白质组成为科学研究的热点。
蛋白质作为生命机体的主要活动的承担者,其体外表达与纯化在研究相应基因的功能上有重要意义。
蛋白体外表达系统按其表达宿主可分为原核表达系统,真核表达系统和哺乳动物细胞表达系统。
一:原核表达系统原核表达系统的宿主菌主要以大肠杆菌为代表,大肠杆菌表达体系是目前应用最广泛的外源基因表达体系,这也是外源基因表达的首选体系。
该表达体系的优点:遗传学和生理学背景清楚;容易培养;外源基因经常可以高效表达及操作简单、周期短、成本低等。
其不足之处是不能进行典型真核细胞所具有的复杂的翻译后修饰;广泛的二硫键的形成及外源蛋白组装成蛋白复合体的能力也受到限制;另外外源基因产物在大肠杆菌中易形成不溶的包涵体;有时由于真核mRNA的结构特性及密码子使用频率与大肠杆菌的差异,而的不到足够的产物。
二:真核表达系统真核表达系统的宿主菌主要以酵母表达系统为代表,酵母基因表达系统的载体通常既能在酵母中进行复制也能在大肠杆菌中进行复制,形成所谓酵母菌――大肠杆菌穿梭载体。
因以大肠制备质粒DNA较方便,通常利用大肠杆菌系统构建酵母载体以简化手续,缩短时间。
作为基因表达系统的宿主应该具备以下条件:安全无毒,不致病;遗传背景较清楚,容易进行遗传操作;容易进行载体DNA的导入;培养条件简单;有良好的蛋白分泌能力;有类似高等真核生物的蛋白翻译后修饰功能。
三:哺乳动物细胞表达系统由于本专业不涉及哺乳动物细胞表达系统的应用,故此不赘述。
表达载体的种类及相应的分离纯化方法作为表达载体必须具备以下特征:稳定的遗传复制、传代能力,无选择压力下能存在于宿主细胞内;具有显性的筛选标记;启动子的转录是可调控的;启动子的转录的mRNA能够在适当的位置终止;具有外源基因插入的多克隆位点。
在原核表达系统中常用的表达载体有:PET-载体系列,用这类载体表达出的外源蛋白在N 端或C端或两端均具有his tag。
全式金蛋白表达与纯化的实验
C端融合：
构建时注意避免移码 基因不能自带终止密码子 提前终止不影响纯化 二级翻译起始会干扰纯化
全式金蛋白表达与纯化的实验
常用融合标签 • His·Tag • GST·Tag • MBP·Tag
pET系统 pGEX系统 pMal系统
全式金蛋白表达与纯化的实验
常用表达载体系统
转化
培养，诱导
表达载体
重组载体
表达菌株
“基因——载体——菌株——培养”
全式金蛋白表达与纯化的实验
• 启动子 • 融合标签 • 常用表达载体系统
表达载体
全式金蛋白表达与纯化的实验
常见启动子 • λpL启动子： • trp启动子： • trc启动子： • tac启动子：
•T7/T7lac启动子：
热诱导启动子 化学诱导启动子 trp+lac杂交启动子 trp+lacUV5杂交启动子； pGEX（Pharmacia）、pMal（NEB） pET（Novagen）、pEASY-E1/E2（Transgen）
全式金蛋白表达与纯化的实 验
全式金蛋白表达与纯化的实验
上篇 原核表达
• 原核表达概述 • 原核表达策略选择 • 表达结果验证 • 常见问题与实验例
全式金蛋白表达与纯化的实验
原核表达概述 ➢原核表达原理概述 ➢表达载体 ➢表达菌株 ➢表达条件
全式金蛋白表达与纯化的实验
目的基因
原核表达原理概述
构建
tac、trc…… (pGEX、pMal)
特性 适用于非T7启动子的表达系统
T7/T7lac (pET，pEASY)
T7/T7lac (pET，pEASY)
全式金蛋白表达与纯化的实验
蛋白可溶表达与纯化的详细实验过程
蛋白可溶表达与纯化的详细实验过程丁香园chrispp作品。
一、证明目的蛋白有表达1、挑取一单菌落接种于含氨苄(Amp，终浓度为100g/mL)的3mL液体LB培养基中37℃，250rpm培养过夜。
2、将过夜培养菌液以1:100转接于含上述抗生素的100mL液体LB 中，37℃，250rpm，3.5h（大量培养至OD600＝0.6左右）。
3、取出1 mL菌液为未诱导的电泳对照，剩余培养液加入诱导物IPTG至终浓度为1 mmol/L，继续振荡培养4h。
4、以未诱导菌液与IPTG诱导后菌液作对比，SDS-PAGE检测。
结果如下：图11: pET-32aA3未诱导，2: pET-32aA3未诱导，3: pET-32aA3诱导后，4: pET-32aA3诱导后二、表达的情况，是可溶还是沉淀1、将上述的37℃诱导菌液离心（4℃，12000g，5min），弃上清（LB培养液），沉淀重悬于0.9% NaCl 溶液洗菌。
2、将重悬于0.9% NaCl的菌体溶液离心（4℃，12000g，5min），弃上清（0.9% NaCl洗菌液），得菌体，称菌体重量，重悬于8mL PBS（pH 7.0）缓冲液，缓冲液用量根据50~100mg/mL的菌液终浓度。
3、超声破菌：冰浴条件下，超声波破碎大肠杆菌，超声设置如下功率：400W，工作：15s，间隔：45s，全程时间：30min（30次左右）以菌液由白变透明，且不粘稠为依据（少量菌液用液氮反复冻融7次以上效果也不错，而且简单，但是DNA出来后会粘稠，可能加dna 酶后会好些，那样好离心，我是用接近最高转速离心的（没加dan酶），不然分不开）4、将超声波破碎的菌液离心（4℃，12000g，15min），分别收集上清和沉淀，各取1mL，加入1mL 2×上样缓冲液，沸水浴10min，SDS-PAGE检测。
结果如下：图21: pET-32aA3诱导上清，2: pET-32aA3诱导沉淀三、探索可溶表达条件有上述实验结果可知，目标蛋白在上清也有表达，即存在可溶性的表达，但是量很少，大部分也包涵体的形式存在（沉淀中），而包涵体的存在也证明了蛋白表达量很高，上清可溶蛋白的可操作性等因素都优于对包涵体蛋白的分离纯化，所以可通过探索可溶表达条件，最终来加大上清蛋白的含量，以利于下一步实验的进行。
蛋白质表达和纯化技术的研究与应用
蛋白质表达和纯化技术的研究与应用近年来，蛋白质表达和纯化技术日益成熟和受到重视，其在生物医药、工业化学等领域的应用也越来越广泛。
本文将从蛋白质表达和纯化的基本概念入手，论述其研究和应用，并探讨其未来发展趋势。
一、蛋白质表达和纯化的基本概念蛋白质表达是指通过基因工程手段使目标蛋白在细胞内或细胞外进行表达的过程。
一般来说，蛋白质表达可以分为原核细胞和真核细胞表达两种方式。
其中，原核细胞表达利用大肠杆菌等细菌作为表达宿主，而真核细胞表达则通常采用哺乳动物细胞或酵母细胞。
蛋白质纯化则是指通过一系列化学、物理等方法将目标蛋白从混合样品中分离出来的过程。
纯化的方法包括离子交换、亲和层析、凝胶过滤等。
其中，亲和层析是一种常用的手段，其利用蛋白质与配体之间的非共价相互作用，如亲和性，选择性地将目标蛋白从混合物中分离出来。
二、蛋白质表达和纯化的研究和应用蛋白质表达和纯化技术的研究和应用已经广泛地涉及到生物医药、食品加工、饲料添加剂等多个领域。
下面会分别从三个方面来介绍其应用。
1、生物医药领域在生物医药领域中，蛋白质表达和纯化技术在制备重组蛋白、生产多肽类激素等方面发挥着重要的作用。
例如，通过表达重组人胰岛素，可以生产出纯化的胰岛素产品，治疗糖尿病等疾病。
此外，利用这种技术可制备重组人影响素和重组人乙肝疫苗等生物制品，广泛地应用于临床治疗。
2、食品加工领域蛋白质在食品加工领域中也有很大的应用。
采用蛋白质表达和纯化技术，可以制备豆腐、酱油等大豆制品，以及某些膳食营养补充剂等。
通过提高食品加工中的蛋白质含量和纯度，可以改善食品的质量和味道，增加其营养价值。
3、饲料添加剂领域蛋白质表达和纯化技术在饲料添加剂领域的应用也比较广泛。
通过制备高纯度的饲料添加剂，可以提高家禽、水产养殖等养殖业的生产效率，降低养殖成本。
同时，蛋白质在饲料添加剂中也起到了相当重要的营养作用，能够有效地提高动物的生长速度和肉质质量。
三、蛋白质表达和纯化技术的未来发展趋势目前，蛋白质表达和纯化技术还存在一些不足，例如表达效率不高、蛋白质结构易受到环境的影响等问题。
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。
蛋白质的表达、纯化及检测-分子实验报告
实验目的1.了解外源基因在大肠杆菌细胞中的诱导表达情况2.学会用SDS-PAGE电泳法分离不同分子量的蛋白质3.学习通过亲和层析法纯化目的蛋白4.学会考马斯亮蓝染色法和蛋白质杂交法检测蛋白质实验原理1.外源基因在大肠杆菌细胞中的诱导表达：将外源基因克隆在特殊的表达载体中，让其在E. coli中表达，该表达载体上含有lac操作子的启动子。
在不加诱导剂的条件下培养宿主菌，lacI基因表达的阻遏蛋白LacI与lac操作子结合，使外源基因不能表达；向培养基中加入诱导物IPTG后，LacI阻遏蛋白变构失活，不能与lac操作子结合，外源基因就表达。
2.蛋白质SDS-PAGE电泳分离：SDS-PAGE是最常用的定性分析蛋白质的电泳方式，特别是用于蛋白质纯度检测和测定蛋白质分子量。
其分离原理是根据蛋白质分子量的差异，因为SDS-PAGE的样品处理液及缓冲液的加入破坏了蛋白质的二级、三级、四级等结构，并使SDS与蛋白质充分结合形成SDS-蛋白质复合物，稳定地存在于均一的溶液中，SDS与蛋白质结合后使SDS-蛋白质复合物上带有大量的负电荷，远远超过其原来所带的电荷，从而使蛋白质原来所带的电荷可以忽略不计，消除了不同分子之间原有的电荷差别，其电泳迁移率主要取决于亚基分子质量的大小，这样分离出的谱带也为蛋白质的亚基。
3.考马斯亮蓝法检测蛋白质：考马斯亮蓝是一种蛋白质染料，主要有R-250和G-250两种类型。
考马斯亮蓝可以和蛋白肽链中碱性氨基酸残基或芳香族氨基酸残基（Arg，Trp，Tyr，His，Phe）结合。
考马斯亮蓝R250多用于聚丙烯酰胺凝胶电泳后蛋白质条带的染色；因为考马斯亮蓝R250中的R代表Red，偏红，红蓝色，与蛋白质结合虽然比较缓慢，但是染料可以穿透凝胶，染胶效果好，染色后为蓝色，且与胶的结合可以被洗脱下去，所以可以用来对电泳条带染色。
4.基因融合就是将两个或多个开放读码框按一定顺序连接在一起，融合阅读框架的表达产物是一个杂和蛋白。
蛋白质的表达纯化及结晶
2.3.2.2 蛋白质表达、纯化（1）初始种子培养：挑取阳性克隆到10 mL的含有Amp抗生素的液体LB培养基中，在37℃过夜振荡培养。
（2）扩大培养：将初始种子接入1 L含抗生素的液体培养基中，37℃振荡培养至菌浓OD600为0.6-0.8时，降温至15℃或20℃；一个小时后加入终浓度为0.6 mM的IPTG，并诱导表达过夜。
（3）收集菌体：于4200 rpm，4℃下离心15 min，弃去上清，收获菌体；加入重悬溶液（25 mM Tris-HCl pH8.0，100 mM NaCl），悬浮菌体细胞；细胞破碎前加入终浓度为2 mM的蛋白酶抑制剂PMSF（Phenylmethyl sulfonyl fluoride，苯甲酸磺酰氟）。
（4）超声破碎细胞：400W下，超声3s，间隔6s，工作60次。
（5）超速离心：细胞裂解液于14000 rpm，4℃下离心50 min，收集上清液，进行下一步的分离纯化。
（6）Ni-NTA亲和层析：将上清液体倒入Ni-NTA柱中。
流净后，用wash buffer （25 mM Tris-HCl pH8.0，100 mM NaCl，15 mM imidazole）冲洗10个柱体积，除去杂蛋白；最后使用elution buffer（25 mM Tris-HCl pH8.0，100 mM NaCl，250 mM imidazole）将目的蛋白洗脱下来。
使用SDS-PAGE检测蛋白的可溶性、挂柱效率及蛋白的浓度。
由于本实验中YdiV等蛋白都是连接到pGl01载体中，带有可以用PPase切除的6×His标签。
为了获得更纯净的、不带标签的蛋白，我们在有那个wash buffer冲洗去除杂蛋白以后，每根镍柱中加入5 ml的重悬缓冲液然后加入100-200 μL的PPase，3-5 h后，用5 ml重选冲洗柱子，电泳检测酶切效率。
（7）阴离子交换层析纯化：先平衡离子交换柱。
然后将上一步洗脱下的蛋白用溶液A（25 mM Tris-HCl, pH8.0）稀释4-6倍，上样到离子交换柱Source Q上，使用溶液A与溶液B（25mM Tris-HCl pH8.0，1M NaCl）进行线性梯度洗脱。
生物化学中的蛋白质表达和纯化
生物化学中的蛋白质表达和纯化蛋白质是细胞中最基本的生物大分子之一，具有重要的结构和功能作用。
在生化实验研究中，常常需要大量的蛋白质作为实验材料。
蛋白质表达和纯化技术是生物化学研究中的关键技术之一。
本文将简要介绍蛋白质表达和纯化的原理和方法。
一、蛋白质表达技术蛋白质表达是将目的基因转录成RNA后再翻译成蛋白质的过程。
蛋白质表达主要有原核细胞和真核细胞两种方法。
原核细胞表达系统主要利用大肠杆菌，真核细胞表达系统则使用哺乳动物细胞，其主要的表达技术有以下几种：（一）重组蛋白质大规模表达重组蛋白质是指人为构建的同源或异源蛋白序列，利用基因工程技术将其导入到表达宿主中进行高效表达的蛋白质。
大肠杆菌是目前最常用的宿主。
一般来说，要将目的基因插入到选择性表达载体中，选用合适的启动子和终止子，将目的蛋白质与标签结合。
表达宿主随后被转化，蛋白质在生长过程中表达出来，随后进行纯化和鉴定。
（二）GST融合蛋白表达GST融合蛋白是利用GST (glutathione S-transferase)标签的蛋白质，将GST和目的蛋白质融合在一起表达，然后通过Glutathione 亲和层析纯化方法纯化目的蛋白质。
GST融合蛋白可以提高目的蛋白质的稳定性和可溶性，使得其在细胞内表达更加稳定。
（三）His标签蛋白表达His标签是一种聚组氨酸标签，可以与Ni2+螯合，因此可采用Ni2+亲和层析的方法纯化。
His标签融合蛋白表达时选择了较少的氨基酸标签，对目标蛋白的生物学性质和功能影响较小。
二、蛋白质纯化技术蛋白质表达和纯化是蛋白质生物化学研究的关键。
通常情况下，表达宿主细胞中的蛋白质必须经过纯化才能得到纯净的蛋白质，获得足够高纯度的蛋白质可用于测定其结构和功能。
（一）离子交换层析法离子交换层析法是利用蛋白质负荷（或正荷）的离子性质与相应的离子交换质团之间进行选择性结合的纯化方法。
离子交换层析法分为阴离子交换层析和阳离子交换层析两种。