蛋白不表达原因
原核蛋白表达常见问题解析
原核蛋白表达常见问题解析1、为什么目的蛋白总是以包涵体的形式出现?在原核蛋白表达纯化中目的蛋白经常发生错误的折叠,并聚集成为包涵体。
经过诱导,目的蛋白通常可达细胞总蛋白的50%以上。
虽然有一定比例的蛋白以可溶的单体形式存在,而多达95%(甚至更多)的蛋白则在包涵体中。
实验过程中,可以采取降低诱导温度,例如25–30°C,或降低IPTG浓度(0.01–0.1mM)并延长诱导时间,还有采用特别的培养基等方法获得更多的可溶蛋白。
2、跨膜蛋白为什么很难表达?跨膜蛋白的表达成功率相对较低是一个实验结果,究其原理,目前众说纷纭很多种理论。
以我们浅薄的理解层面来看,主要有以下几个原因:跨膜蛋白一般都是强疏水性的氨基酸分子和亲水性的分子跳跃式的连接,形成的亲水疏水的一个最简单的跨膜化学结构,这种结构与信号肽结构相似,对于原核细胞来说,简单的细胞器很难像真核细胞一样完成信号肽识别及切除、引导内质网、高尔基体重新包装及分泌这一复杂过程,有些蛋白是多次跨膜,对于原核细胞来说几乎是不可能完成的任务。
另外,对于疏水性的片段,在原核细胞中极易形成包涵体,疏水性多肽会抑制翻译过程,甚至与原核膜结构融合形成毒性,出于生物自我保护的本能,所有的细胞器都会停止合成蛋白的过程。
3、如何选择蛋白表达宿主菌?4、我们有哪些原核蛋白纯化方式?如何选择不同的纯化方式?答:我们公司的蛋白纯化方法大致分为亲和纯化、离子交换、切胶回收三类。
1、常规情况下,一般携带融合标签(His标签,GST标签,sumo标签,Fc标签),我们可以通过Ni柱、GST柱、Protein A等进行亲和纯化获得融合蛋白,用亲和纯化的方法一般可以获得85%以上纯度的蛋白,亲和纯化的方便快捷。
2、如果需要目的蛋白不含有任何标签,怎么选择纯化方式?。
(1)可表达融合蛋白,用蛋白工具酶切割融合蛋白,再进行纯化除去工具酶。
此方法能快速得到蛋白。
(2)可表达不含标签的蛋白,进行离子、分子筛、疏水等纯化,通过AKATA纯化设备获得蛋白。
蛋白不表达原因
蛋白质不表达:常见原因及分析1.载体构建错误。
这个屡见不鲜,很多克隆新人经常弄错读码框。
比如Qiagen的pQ E系列载体,其克隆位点常有一两个碱基的区别;另外有些酶产生粘端有些酶产生平端,这些都容易导致读码框错误,从而表达不出来。
2.宿主菌选择不当。
不同的宿主菌其基因型是不一样的。
有些经过特殊修饰的载体,或者特殊用途的载体,或者有特殊启动子的载体,必须选择合适的宿主菌进行表达。
因此,当你的蛋白没有表达出来时,可以考虑更换宿主菌。
见下图3.密码子的使用频率低。
有些基因其本身含有许多稀有密码子,尤其是起始密码之后的15个碱基之内的稀有密码子,对蛋白表达有着很重要的影响。
优化密码子对原核表达似乎效果很好,对真核表达系统未见得有很好的效果。
曾经有某人在毕赤酵母表达某蛋白两年未果,试图将密码子优化进行表达,结果还是没有表达。
一气之下将该优化的基因序列克隆到原核表达载体,表达量居然出奇地高!这是一个辛酸的笑话,但是一个真实的故事。
4、质粒不稳定或者质粒丢失。
pET系统通常比较稳定。
但是你选用带氨苄青霉素抗性的载体时,也许有可能产生β-lactam ase降解了抗生素,使质粒丢失。
还有一种情况是表达重组的毒素蛋白,对宿主细胞也有毒性,造成质粒丢失。
这种情况多见于真核表达系统。
5、蛋白酶将蛋白降解了。
这种情况常由重组蛋白本身的N-或C-端序列引起的。
当蛋白N-端是Arg, Leu, Lys, Phe, Trp,或Tyr这些氨基酸时,容易遭受蛋白酶降解,此即N-末端规则。
N-端是Met时,大肠杆菌可以悄悄地把这个Met偷走,特别是Met后紧跟着一个带小侧链的氨基酸时。
C-末端存在非极性氨基酸时,也容易导致蛋白被降解。
蛋白不表达
蛋白不表达引言蛋白质是生物体中最基本的组成部分之一,它们在生物体内发挥着重要的功能。
然而,在某些情况下,蛋白质的表达可能会出现问题,导致一系列的生物学和医学问题。
本文将探讨蛋白质不表达的原因、影响以及可能的解决方法。
为什么蛋白不表达蛋白质的表达受到多种因素的调控,包括基因转录、蛋白翻译、蛋白质修饰等。
蛋白质不表达的原因可以是多方面的。
1. 基因转录问题基因转录是蛋白质表达的第一步,如果基因没有被正确地转录成mRNA,则无法进行后续的蛋白质翻译过程。
基因转录问题可能包括基因突变、转录因子缺失、启动子区域的变异等。
2. 蛋白翻译问题蛋白翻译是将mRNA转化为蛋白质的过程。
如果翻译过程中出现错误,或者翻译过程被抑制,都会导致蛋白质不表达。
蛋白翻译问题可能包括启动子序列的变异、翻译起始子的缺失、翻译因子的不足等。
3. 蛋白修饰问题蛋白修饰是调控蛋白质功能和活性的重要过程。
如果蛋白修饰过程出现问题,也会导致蛋白质不表达。
常见的蛋白修饰问题包括磷酸化、甲基化、乙酰化等修饰方式的缺失或错误。
蛋白不表达的影响蛋白质不表达可能会对生物体的正常功能产生重大影响。
1. 细胞功能受损蛋白质作为细胞内重要的功能分子,参与了细胞的各种生物学过程。
如果某些关键的蛋白质不表达,细胞的正常功能将受到严重的影响,可能导致细胞死亡、代谢紊乱等现象。
2. 器官和组织功能受损蛋白质的功能不仅限于细胞内部,还可以参与组织和器官的正常功能调控。
如果某些关键的蛋白质不表达,可能导致器官和组织的功能受损,进而影响整个生物体的生理活动。
3. 疾病的发生和发展蛋白质的不表达也可能与一些疾病的发生和发展密切相关。
例如,某些肿瘤细胞中特定的肿瘤抑制因子蛋白质不表达,导致异常的细胞增殖和分化,从而促进肿瘤的发展。
解决蛋白不表达的方法针对蛋白质不表达的问题,科学家们提出了一系列的解决方法。
1. 基因治疗基因治疗是利用基因传递手段将正常的基因传递给患者,从而恢复蛋白质的表达。
为什么酵母不表达目的蛋白?
为什么酵母不表达目的蛋白?(因为百度文库下载要积分,所以把自己在生物论坛写的帖子上传换点积分)很多朋友问这样一个问题:为什么xx酵母不表达?他们自己也很纳闷,重组酵母PCR检测也证明目的基因重组了,但是诱导之后就是在表达上清中检测不到目的蛋白,仔细研究操作手册后仍然不知道原因。
本人,根据自己的经验,采用倒推的方法,按实验过程从后向前分析,供大家参考:1、诱导之后表达上清中检测不到目的蛋白:分析1:检测的方法是否有问题,要考虑是不是蛋白表达量低而没有检测到?如果是蛋白表达低,可以选择浓缩蛋白,具体的方法很多,有TCA、丙酮、浓缩柱等等方法,之前在本版已经发过帖,在此不赘述。
2、如果蛋白浓缩N倍之后仍然检测不到,那基本可以确证蛋白并不在上清中。
那么蛋白到哪里去了,考虑是否没有分泌出来,而是在胞内,那就需要通过裂解酵母来检测胞内蛋白,具体的方法很多,在此也不赘述,曾整理过相关破碎的帖子。
3、如果胞内也没有目的蛋白表达,那么基本可以确定蛋白并没有表达。
4、为什么没有表达呢?倒推回来就是诱导的过程了,诱导体系是什么?甲醇浓度是多少?培养问题是多少,转速是多少?这些都要注意。
甲醇一般是0.5%-1.0%,本人用的是0.5%,也有很多人也用1.0%,曾见过一个帖子,说超过1.5%反而会抑制表达,没有验证过,供大家参考。
培养问题28-30度比较合适,转速250rpm比较合适,诱导体系没有固定的体系,说明书上推荐的是BMGY到OD600 2~6,换到BMMY中OD600为1左右。
5、如果诱导的过程也没有问题,那问题就复杂了,特别是重组酵母PCR检测证明目的基因确实已经发生了重组。
这个时候是最郁闷的了,但是郁闷怎么办,还是要找原因,在此我给的建议是先做RT-PCR证明mRNA水平的情况,也就是说有没有转录。
如果转录了,后续的操作也没有问题(本帖的1、2、3、4项),那么只有重新设计实验,比如换酵母株,有文章上说:用GS115表达不出蛋白,换KM71H后,大部分克隆能表达。
蛋白诱导不出来的原因
蛋白诱导不出来的原因
蛋白诱导是一种常用的生物实验技术,可用于表达外源蛋白,生
成特定蛋白及其片段,以及研究蛋白质互作等。
然而,在实验中,我
们也经常会遇到蛋白诱导不出来的情况,这可能是由以下原因引起的。
一、表达条件不优
蛋白质的诱导表达通常需要适宜的温度、培养时间、诱导剂浓度
等条件,这些条件可能会因不同蛋白而不同。
如温度过高或过低、培
养时间太短或太长,或者诱导剂的浓度不够,都可能导致蛋白质无法
被充分表达,从而无法诱导出来。
二、质粒或表达宿主株问题
质粒或表达宿主株问题也可能导致蛋白质不容易诱导出来。
比如,质粒本身可能受到污染或损伤,导致表达蛋白的缺陷;表达宿主株则
可能存在蛋白降解酶、异物毒性等问题,导致蛋白质无法得到稳定的
表达。
三、蛋白本身的问题
有时,蛋白本身的物理和化学性质也会影响蛋白诱导表达的效果,比如蛋白质的折叠、稳定性和荷电性等。
这些因素可能导致蛋白质不
易被表达,并可能影响到其生物活性和稳定性。
四、下游操作条件不佳
蛋白质诱导成功后,如不合适的后续操作条件(如提取、纯化、
储存等)也会影响蛋白质的稳定性和生物活性。
此外,若操作时存在
空气接触、低pH、高温等问题,也可能导致蛋白质的结构和功能性质
受到破坏。
综上所述,蛋白质的诱导表达需要严格的实验操作和优化条件,
只有在正确的操作和适宜的条件下,才能成功地诱导出蛋白质。
为此,实验人员需要对每个实验参数进行仔细研究和调整,以充分利用蛋白
质诱导技术的优点。
蛋白质不表达的原因分析
蛋白质不表达:常见原因及分析1.载体构建错误。
这个屡见不鲜,很多克隆新人经常弄错读码框。
比如Qiagen的pQE系列载体,其克隆位点常有一两个碱基的区别;另外有些酶产生粘端有些酶产生平端,这些都容易导致读码框错误,从而表达不出来。
2.宿主菌选择不当。
不同的宿主菌其基因型是不一样的。
有些经过特殊修饰的载体,或者特殊用途的载体,或者有特殊启动子的载体,必须选择合适的宿主菌进行表达。
因此,当你的蛋白没有表达出来时,可以考虑更换宿主菌。
3.密码子的使用频率低。
有些基因其本身含有许多稀有密码子,尤其是起始密码之后的15个碱基之内的稀有密码子,对蛋白表达有着很重要的影响。
优化密码子对原核表达似乎效果很好,对真核表达系统未见得有很好的效果。
曾经有某人在毕赤酵母表达某蛋白两年未果,试图将密码子优化进行表达,结果还是没有表达。
一气之下将该优化的基因序列克隆到原核表达载体,表达量居然出奇地高!这是一个辛酸的笑话,但是一个真实的故事。
4、质粒不稳定或者质粒丢失。
pET系统通常比较稳定。
但是你选用带氨苄青霉素抗性的载体时,也许有可能产生β-lactamase降解了抗生素,使质粒丢失。
还有一种情况是表达重组的毒素蛋白,对宿主细胞也有毒性,造成质粒丢失。
这种情况多见于真核表达系统。
5、蛋白酶将蛋白降解了。
这种情况常由重组蛋白本身的N-或C-端序列引起的。
当蛋白N-端是Arg, Leu, Lys, Phe, Trp,或Tyr这些氨基酸时,容易遭受蛋白酶降解,此即N-末端规则。
N-端是Met时,大肠杆菌可以悄悄地把这个Met偷走,特别是Met后紧跟着一个带小侧链的氨基酸时。
C-末端存在非极性氨基酸时,也容易导致蛋白被降解。
C末端最后5个氨基酸是极性的或者带电荷的,则不易被降解。
6、二级翻译起始位点。
这种情况见于你的序列里正好含有和核糖体结合位点完全一致的序列。
那就怪不得人家了,核糖体会很高兴地找到这个位点,然后开始翻译,致使你的蛋白被截短,在电泳时看不到预期大小的片段。
蛋白不表达常见原因及分析
蛋白不表达常见原因及分析蛋白质是生物体内最基本的结构单位,它们在细胞的生物化学功能中起着至关重要的作用。
然而,在某些情况下,蛋白质的表达可能会受到抑制或受到其他因素的干扰,导致其无法正常表达。
本文将探讨蛋白不表达的常见原因及其分析。
1. 基因突变基因突变是导致蛋白质不表达的主要原因之一。
突变可能引起DNA序列的改变,进而使正常的转录和翻译过程受到影响。
例如,点突变可能会导致氨基酸序列发生变化,从而影响蛋白质的结构和功能。
这种突变可能会导致蛋白质在转录或翻译过程中发生错误,并最终导致其无法正常表达。
2. 转录调控异常蛋白质的表达通常受到转录的调控。
转录调控是指在基因转录过程中通过启动子和调控因子来控制基因表达水平的调节机制。
如果转录调控过程中发生异常,例如调控因子缺失或突变,将导致蛋白质无法正常表达。
此外,DNA甲基化也是一种常见的转录调控机制,它可以通过甲基化基因组区域来静默基因的表达。
3. 翻译后修饰异常翻译后修饰是蛋白质合成后的重要过程,它可以调节蛋白质的结构和功能。
然而,某些异常情况下,翻译后修饰可能无法正确进行,导致蛋白质无法正常表达。
例如,翻译后修饰酶的缺失或突变可能会导致磷酸化、甲基化、乙酰化等修饰无法进行,从而影响蛋白质的功能。
4. 细胞环境影响蛋白质的表达还受到细胞环境的影响。
细胞内环境的改变可能会影响蛋白质的产生和稳定性。
例如,异常的细胞应激反应、病毒感染、细胞内局部代谢物浓度的变化等都可能导致蛋白质无法正常表达。
5. 蛋白质降解异常蛋白质的降解也是影响蛋白质表达的重要因素。
异常的蛋白降解过程可能导致蛋白质无法稳定存在。
例如,异常的泛素化和蛋白酶体功能可能导致蛋白质的过早降解,从而影响其表达。
综上所述,蛋白质不表达的原因多种多样,包括基因突变、转录调控异常、翻译后修饰异常、细胞环境影响以及蛋白质降解异常等。
了解这些原因并分析其影响是研究蛋白质功能和相关疾病的重要基础。
未来的研究应该继续深入探索这些问题,以促进我们对蛋白质表达机制的理解,并开发出新的疾病治疗策略。
原核表达系统三大要素的选择及优化
原核表达系统是目前使用最广泛、最完善的重组蛋白表达系统,具有遗传背景清晰、表达周期快、表达量高、成本低等优势,缺点是无法进行蛋白的翻译后修饰,得到具有生物活性蛋白的几率较小。
原核表达系统适用于表达原核来源的蛋白或不需要翻译后修饰的真核来源蛋白。
在原核蛋白表达过程中,需要综合考虑表达菌株、质粒载体、表达条件三大因素,以获得最满意的表达效果。
下面为大家一一介绍这三大因素的选择和优化。
1. 表达菌株菌株的选择往往是大家最容易忽视的,大多数人会选择使用自己实验室有的或用过的表达菌株。
当蛋白表达效果不佳时,大多会在质粒载体或表达条件上找原因,而不会考虑菌株的选择是否合适。
但作为表达宿主,菌株一定会对外源基因表达蛋白产生影响。
图1 大肠杆菌原核表达系统常用的菌株包括大肠杆菌、芽孢杆菌和链霉菌。
其中运用最为广泛的就是大肠杆菌表达系统。
以下为大家列出了一些常用的大肠杆菌表达菌株,可根据不同的需求进行选择。
2. 质粒载体质粒表达载体上的重要元件包括启动子,多克隆位点,终止子,复制子,信号肽,融合标签,筛选标记等。
根据载体上这些元件的特性,有多种质粒可供选择。
图2 大肠杆菌表达质粒pET-22b(+)图谱启动子:根据启动子的强弱考虑,强启动子可以提高蛋白表达量;弱启动子可以降低本底表达、增加可溶表达、表达小量伴侣蛋白等。
根据启动子的作用方式考虑,组成型启动子使宿主不停的表达重组蛋白;诱导型启动子使宿主在特定诱导条件下表达重组蛋白。
终止子:终止子的作用在于保护mRNA在核外不被降解,延长mRNA的寿命,以提高重组蛋白表达量。
对于T7系统来说,由于T7 RNA聚合酶效率非常高,保证一直有充足的mRNA 提供翻译,所以终止子对其影响不大,只有一些自身带有起始密码子的外源基因需要终止子。
~复制子:复制子决定质粒载体拷贝数,拷贝数越高,重组蛋白表达量就越高。
表达载体通常会选用高拷贝的复制子,但过高的拷贝数会影响质粒稳定性和宿主生长。
蛋白表达但是纯化不出来的原因
蛋白表达但是纯化不出来的原因
1. 蛋白表达量低:如果表达的蛋白质量不足,可能无法纯化出足够量的蛋白质。
2. 蛋白质的折叠和稳定性:一些蛋白质很难在体外折叠成正确的构象,或在纯化过程中容易失去稳定性,导致无法纯化。
3. 蛋白质的可溶性:一些蛋白质在表达过程中很难溶解,或在纯化过程中容易沉淀或聚集,使得纯化变得困难。
4. 污染物的存在:表达宿主中的其他蛋白质、DNA、RNA、溶剂等会影响纯化过程,使得纯化变得困难。
5. 纯化步骤的选择和条件:如果纯化步骤选择不当或者条件不当,可能会影响蛋白质的纯化效果。
2016.08.31 毕赤酵母蛋白不表达的原因(排版)
毕赤酵母蛋白不表达的原因很多朋友问这样一个问题:为什么毕赤酵母不表达?他们自己也很纳闷,重组酵母PCR检测也证明目的基因重组了,但是诱导之后就是在表达上清中检测不到目的蛋白,仔细研究操作手册后仍然不知道原因。
本人,根据自己的经验,采用倒推的方法,按实验过程从后向前分析,供大家参考:1、诱导之后表达上清中检测不到目的蛋白:①:检测的方法是否有问题,要考虑是不是蛋白表达量低而没有检测到?如果是蛋白表达低,可以选择浓缩蛋白,具体的方法很多,有TCA、丙酮、浓缩柱等等方法,之前在本版已经发过帖,在此不赘述。
②:如果蛋白浓缩N倍之后仍然检测不到,那基本可以确证蛋白并不在上清中。
那么蛋白到哪里去了,考虑是否没有分泌出来,而是在胞内,那就需要通过裂解酵母来检测胞内蛋白,具体的方法很多,在此也不赘述,曾整理过相关破碎的帖子。
③:如果胞内也没有目的蛋白表达,那么基本可以确定蛋白并没有表达。
2、为什么没有表达呢?倒推回来就是诱导的过程了,诱导体系是什么?甲醇浓度是多少?培养问题是多少,转速是多少?这些都要注意。
甲醇一般是0.5%-1.0%,本人用的是0.5%,也有很多人也用1.0%,曾见过一个帖子,说超过1.5%反而会抑制表达,没有验证过,供大家参考。
培养问题28-30度比较合适,转速250rpm比较合适,诱导体系没有固定的体系,说明书上推荐的是BMGY到OD600 2~6,换到BMMY 中OD600 为1左右。
3、如果诱导的过程也没有问题,那问题就复杂了,特别是重组酵母PCR 检测证明目的基因确实已经发生了重组。
这个时候是最郁闷的了,但是郁闷怎么办,还是要找原因,在此我给的建议是先做RT-PCR证明mRNA水平的情况,也就是说有没有转录。
如果转录了,后续的操作也没有问题(本帖的1、2项),那么只有重新设计实验,比如换酵母株,有文章上说:用GS115表达不出蛋白,换KM71H后,大部分克隆能表达。
4、关于毕赤酵母不表达的。
原核表达蛋白不表达原因
原核表达蛋白不表达原因
原核表达蛋白不表达原因可能与以下因素有关:
1. 编码序列缺失或不完整
部分原核菌体的基因组存在缺失或未完整编码的基因,因此未能成功
合成蛋白质。
此外,某些原核菌体也可能存在基因突变或缺失,导致
相关蛋白质无法被成功合成。
2. 翻译后修饰不足
蛋白质翻译后需要经过一系列修饰才能成为功能完整的成熟蛋白质。
在一些原核菌体中,可能存在相关修饰酶的缺失或修饰过程受到抑制,导致蛋白质无法成功合成和修饰。
3. 转录和翻译水平低下
某些原核菌体的细胞周期较短,转录和翻译能力较弱。
在这种情况下,它们可能无法在完成生命周期前成功合成足够的蛋白质。
4. 蛋白质抑制作用
有一些蛋白质可以抑制原核菌体的转录和翻译过程,从而阻断蛋白质的合成。
这些蛋白质可能是内源性的,即由细胞自身产生,也可能是外源性的,即来自其他微生物的毒素或环境因素。
5. 环境因素的影响
一些环境因素,例如高温、低温、酸性、碱性和高盐浓度等,可能会对原核菌体中的基因表达产生负面影响,从而导致蛋白质的合成受到限制。
综上,原核表达蛋白不表达的原因可能涉及基因缺失、翻译后修饰不足、转录和翻译水平低下、蛋白质抑制作用以及环境因素的影响等多种因素。
对这些原因的深入研究将有助于提高原核表达系统的表达效率和成功率。
蛋白质表达的异常可能会导致多种疾病
蛋白质表达的异常可能会导致多种疾病蛋白质是组成生物体的基本单位,对于维持机体正常功能发挥着重要作用。
然而,蛋白质的异常表达会导致多种疾病的发生和发展。
本文将从蛋白质异常表达的机制、常见疾病以及相关的治疗方法等方面进行讨论。
一、蛋白质异常表达的机制蛋白质的正常表达受到基因的调控。
在正常情况下,基因会转录成RNA,然后通过翻译过程生成蛋白质。
然而,在某些情况下,由于基因的突变、染色体异常、环境因素等原因,蛋白质的表达可能会发生异常。
最常见的蛋白质异常表达机制是突变。
蛋白质编码基因的突变会导致蛋白质结构的改变,从而影响其功能。
比如,突变可能导致蛋白质的折叠异常、稳定性降低或者功能丧失,进而导致一系列疾病的发生。
此外,染色体异常也是蛋白质异常表达的原因之一。
例如,染色体上的缺失、重复、倒位等变异会影响蛋白质编码基因的表达水平或者结构,从而导致疾病的发生。
二、与蛋白质异常表达相关的疾病1. 遗传性疾病:蛋白质异常表达是许多遗传性疾病的重要原因。
比如,先天性心脏病、囊性纤维化、天疱疮等都与蛋白质的异常表达相关。
这些疾病的发生与特定基因突变导致的蛋白质异常有密切关系。
2. 肿瘤:蛋白质异常表达在肿瘤的发生和发展中起着重要作用。
癌症是由于细胞基因异常所致,其中包括一些蛋白质的异常表达。
例如,肿瘤抑制基因的突变会导致抑癌基因蛋白质表达水平下降或丧失,从而促使癌细胞的异常增殖和扩散。
3. 神经系统疾病:蛋白质异常表达与许多神经系统疾病有关。
例如,阿尔茨海默病、帕金森病等神经系统退行性疾病的发生与蛋白质的异常聚集和沉积有关。
三、蛋白质异常表达的治疗方法针对蛋白质异常表达导致的疾病,科学家们积极探索新的治疗方法。
以下是一些常见的治疗策略:1. 基因治疗:基因治疗通过改变患者体内存在异常表达的基因来恢复蛋白质的正常表达。
这包括基因替代疗法、基因编辑等技术。
2. 药物疗法:药物疗法是目前最常用的治疗方法之一。
科学家们通过研发特定的药物来恢复或调节蛋白质的正常表达水平。
大肠杆菌蛋白未表达的原因
大肠杆菌是一种常见的细菌,常被用于表达蛋白质。
然而,有时候在表达蛋白质的过程中,可能会遇到一些问题导致大肠杆菌中目标蛋白未能成功表达。
以下是一些常见的原因:
1. 毒性效应:某些蛋白质可能对大肠杆菌有毒性,并导致细菌生长受阻或死亡。
这种毒性效应可能是由于蛋白质本身的性质,如聚集、结构不稳定或带有毒性域。
2. 结构不利:目标蛋白质的结构可能在大肠杆菌中很难正确折叠或稳定。
这可能是由于缺乏必要的辅助蛋白质、蛋白质太大或含有复杂的结构域等原因。
3. 转录/翻译问题:在大肠杆菌中,蛋白质的表达受到转录和翻译等多个层面的调控。
如果目标蛋白质的起始密码子或启动子序列存在问题,可能会导致表达受阻。
4. 不稳定的mRNA:在表达过程中,目标蛋白质的mRNA可能容易降解或被细菌的RNase 酶降解,从而影响蛋白质的表达。
5. 细胞环境问题:有时候,大肠杆菌的细胞环境可能对目标蛋白质的表达不利。
例如,蛋白质可能会被细胞内的蛋白酶降解,或者存在竞争性的表达和折叠过程。
针对以上的问题,科研人员通常采取一系列策略来提高目标蛋白质的表达成功率,例如优化表达载体、调节表达条件、使用表达辅助蛋白质等方法。
这些策略有助于克服大肠杆菌蛋白未表达的问题,并最终成功获得目标蛋白质。
荧光蛋白表达不均匀的原因
荧光蛋白表达不均匀的原因
荧光蛋白表达不均匀可能由多种原因引起,以下是一些可能的因素:1. 质粒拷贝数:质粒拷贝数的不均匀分布可能导致荧光蛋白表达的不均匀。
不同细胞可能含有不同数量的质粒,从而导致荧光蛋白表达水平的差异。
2. 转染效率:转染过程中,并非所有细胞都成功摄取质粒并表达荧光蛋白。
转染效率的差异可能导致不同细胞之间荧光蛋白表达的不均匀。
3. 细胞周期:细胞周期的不同阶段可能对荧光蛋白表达产生影响。
例如,在细胞分裂期间,荧光蛋白的表达可能受到抑制,导致表达不均匀。
4. 细胞健康状态:细胞的健康状态可能影响荧光蛋白的表达。
受损或死亡的细胞可能表达较少或不表达荧光蛋白,从而导致不均匀的表达。
5. 培养条件:培养细胞的条件,如营养供应、温度、氧气含量等,也可能对荧光蛋白表达产生影响。
不合适的培养条件可能导致表达不均匀。
6. 荧光蛋白稳定性:某些荧光蛋白可能在细胞内不稳定,容易降解或失活。
这可能导致荧光蛋白表达的不均匀和逐渐消失。
为了解决荧光蛋白表达不均匀的问题,可以尝试以下方法:
1. 优化转染条件:尝试不同的转染方法和试剂,以提高转染效率和均匀性。
2. 细胞筛选:选择转染效率高且荧光蛋白表达均匀的细胞系进行实验。
3. 培养条件优化:确保培养条件稳定,并提供适当的营养和环境。
4. 荧光蛋白选择:选择稳定性较高的荧光蛋白,并进行适当的表达和检测条件优化。
真核蛋白表达量低的原因
真核蛋白表达量低的原因真核蛋白表达量低的原因真核生物是指细胞内有真核膜包围的生物,包括动物、植物、真菌等。
真核生物的基因组复杂,包含大量的基因,其中一部分基因编码蛋白质。
然而,在真核生物中,蛋白质的表达量往往比较低,这是由多种因素共同作用导致的。
1. 转录调控在真核生物中,基因的表达需要经过转录和翻译两个过程。
转录是指将DNA序列转录成RNA序列的过程,而翻译则是将RNA序列翻译成蛋白质序列的过程。
在这两个过程中,转录调控起着至关重要的作用。
转录调控包括转录因子的结合、染色质的结构和修饰等多个层面。
如果转录调控不当,就会导致基因的表达量降低。
2. RNA后转录调控在RNA转录后,还需要经过RNA后转录调控,包括RNA剪接、RNA修饰、RNA稳定性等多个层面。
这些调控机制可以影响RNA的稳定性、可读性和翻译效率,从而影响蛋白质的表达量。
3. 翻译调控翻译调控是指在翻译过程中,通过调控翻译起始和终止的位置、翻译速率等多个层面来影响蛋白质的表达量。
翻译调控可以通过RNA结构、翻译因子的结合等多种机制实现。
4. 蛋白质稳定性蛋白质的稳定性也是影响蛋白质表达量的重要因素。
蛋白质的稳定性受到多种因素的影响,包括蛋白质的结构、修饰、热稳定性等。
如果蛋白质的稳定性不好,就会导致蛋白质的表达量降低。
综上所述,真核蛋白表达量低的原因是多方面的,包括转录调控、RNA后转录调控、翻译调控和蛋白质稳定性等多个层面。
在研究蛋白质表达量时,需要综合考虑这些因素,才能更好地理解蛋白质表达的机制。
重组蛋白表达量低的原因
重组蛋白表达量低的原因重组蛋白是一种通过基因工程技术获得的蛋白质,其广泛应用于医药、农业和工业等领域。
然而,有时候在重组蛋白的表达过程中会出现表达量低的情况。
本文将探讨一些可能导致重组蛋白表达量低的原因,并提出相应的解决方法。
重组蛋白表达量低可能与宿主菌的选择有关。
不同的宿主菌具有不同的表达能力和代谢途径,因此选择合适的宿主菌对于提高重组蛋白表达量至关重要。
一些常用的宿主菌包括大肠杆菌(E. coli)、酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)和哺乳动物细胞等。
在选择宿主菌时,需要考虑到其表达系统的稳定性、抗蛋白质降解能力以及合成成本等因素。
重组蛋白表达量低还可能与表达载体的设计有关。
表达载体是将目标基因插入宿主菌中进行表达的工具,其设计合理与否直接影响重组蛋白的表达效果。
在设计表达载体时,可以考虑使用强劲的启动子和转录终止子来提高基因的表达水平。
此外,还可以在表达载体中加入调控元件,如增加转录因子结合位点或操纵启动子的序列,以提高转录水平。
此外,还可以选择适当的信号肽序列来促进蛋白质的合成和分泌。
重组蛋白表达量低还可能与培养条件有关。
培养条件的优化可以显著提高重组蛋白的表达量。
首先,合理调节培养基的成分,如氮源、碳源和矿物质等,以满足菌体生长和蛋白质合成的需求。
其次,控制培养的温度、pH值和氧气供应等因素,以提供一个适宜的环境来促进蛋白质的表达。
此外,还可以加入一些诱导物质,如异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)和甲醇等,来诱导目标基因的表达。
重组蛋白表达量低还可能与目标基因本身的特性有关。
一些基因可能具有高度的GC含量、结构复杂或毒性较强,这些特性都会影响基因的表达。
在此情况下,可以通过优化基因序列的设计来提高重组蛋白的表达量。
例如,可以通过基因合成或点突变来优化目标基因的序列,以解决结构复杂或毒性较强的问题。
除了上述因素外,重组蛋白表达量低还可能与转录和翻译后修饰等过程有关。
转录和翻译后修饰是蛋白质表达的重要环节,对于保证蛋白质的稳定性和功能性至关重要。
突变如何影响蛋白质表达
突变如何影响蛋白质表达自生命诞生以来,DNA序列一直在经历着各种突变。
突变可定义为DNA序列的变化,包括基因(DNA序列的一部分)内的点突变、插入和删除,以及基因组重排等。
这些突变有时会影响到蛋白质的表达,导致蛋白质的结构和功能发生改变。
在本文中,我们将探讨突变如何影响蛋白质表达,并介绍一些在此领域取得的一些研究进展。
突变如何发生DNA从一代传递到另一代,每个生成的细胞都需要复制DNA。
然而,由于各种原因,包括化学剂、辐射和自然复制错误,这个过程并不完美。
DNA突变可以单独发生,也可以在某些环境下大规模发生。
例如,里奥格兰德(Rio Grande)流域的日光与化学剂暴露事件,导致了非常大规模的遗传突变。
基因中存在多种类型的突变。
点突变是其中最常见的一种,包括单个核苷酸的替换。
插入和删除会更改基因的长度,包括一些小片段的缺失或多余,也会影响到蛋白质的表达。
但重排或重组是改变基因顺序的最大变化。
重排事件或会超过一条染色体,它们可能会在不同基因之间或内部发生。
这种重排会改变多基因家族的基因副本数,可能会导致不同的表达或蛋白质功能差异的演化过程。
突变的基因会产生不同类型的RNA,RNA是DNA的复制品,是蛋白质表达的中介。
基因突变可能会影响到RNA的稳定性、可识别性和翻译效率。
同样,蛋白质突变也可能导致不同的蛋白质表达,包括表达的循环时间、分解速率和细胞内局部分布。
除了单个类型的突变之外,也有很多复合型的基因突变,例如转录因子结合区功能改变突变,这种突变可能会影响到多种基因的表达。
最近的研究显示,某些蛋白质单核苷酸多态性与人类患病有关,例如突变可以引发它们的表达改变。
发现这些突变对临床治疗和预后的重要性已经越来越受到关注。
突变如何在疾病中发挥作用不同类型基因的突变会产生不同的表达和蛋白质功能改变。
这种改变可能对生命过程产生重要影响,也可能导致多种遗传疾病。
例如,许多疾病,如先天性心脏病和先天性代谢障碍,都与基因中的突变有关。
蛋白质表达与疾病解析蛋白质表达异常与疾病的关系
蛋白质表达与疾病解析蛋白质表达异常与疾病的关系蛋白质表达与疾病解析蛋白质表达异常与疾病的关系蛋白质是细胞内最基本的物质之一,其在细胞中具有非常重要的作用。
细胞内的蛋白质是由遗传信息编码所得,其合成的需要受到基因的调控。
在人体内,蛋白质的异常表达或者突变,往往意味着某种疾病的发生。
在本文中,我们将探讨蛋白质表达与疾病的关系,并且讨论蛋白质表达异常的原因以及如何治疗。
一、蛋白质表达异常与疾病的关系蛋白质表达异常和疾病的关系非常密切。
正常情况下,蛋白质的表达是受到基因调控的,如果出现异常,则会导致蛋白质的合成和功能受到影响,从而引发某些疾病的发生。
举个例子,FXN 基因失调会导致 Frataxin 蛋白质表达减少,从而引发 Friedrich's ataxia 疾病。
另外,蛋白质表达异常和疾病的发生之间有相互的关系,疾病往往也会导致蛋白质表达的异常。
比如,在许多肿瘤细胞中,肿瘤抑制基因失活或者失调会导致卵泡生长素(FSH)或雌激素受体(ER)的异常表达,从而引发肿瘤的发生和发展。
以上都是蛋白质表达异常和疾病的一些基础知识,接下来将会讨论一些蛋白质表达异常的原因。
二、蛋白质表达异常的原因蛋白质表达异常的原因有很多,下面介绍几种常见的原因。
1. 突变蛋白质表达异常的一个主要原因是基因的突变,尤其是那些带有重要遗传信息的基因的突变。
由于突变,DNA序列发生了一些变化,使得编码蛋白质的 mRNA 信息发生了改变,导致蛋白质的合成和功能发生变化。
2. 环境因素环境因素也会影响蛋白质的表达。
举个例子,高温、低温或者酸碱度的变化,都可能影响蛋白质的折叠以及它们的合成,从而引发蛋白质表达异常。
3. 蛋白质的修饰蛋白质的修饰也会导致蛋白质表达异常。
蛋白质的修饰通常是指蛋白质的磷酸化、甲基化、酰化等化学修饰方式,这些化学修饰会影响蛋白质的活性、亲和力或者与其它分子的相互作用等,从而影响其表达。
三、如何治疗蛋白质表达异常引起的疾病针对不同的蛋白质表达异常引起的疾病,治疗方法也各不相同。
真核蛋白表达量低的原因
真核蛋白表达量低的原因在生物学研究中,蛋白质是细胞中最重要的生物大分子之一,它在维持细胞结构和功能、调控生物过程以及参与信号传导等方面起着至关重要的作用。
然而,有时候我们会发现某些真核生物中的蛋白质表达量较低,这给研究者带来了很大的困扰。
本文将针对真核蛋白表达量低的原因进行探讨。
真核蛋白表达量低可能是由于基因转录调控的问题所致。
真核生物的基因转录是一个复杂的过程,包括转录起始、RNA剪接、RNA后修饰等多个环节。
其中,转录起始是调控基因表达的重要关键。
在转录起始过程中,转录因子与启动子相互作用,形成转录复合物,从而启动基因转录。
如果启动子序列存在突变或缺失,或者转录因子与启动子结合不稳定,都有可能导致基因转录的低表达。
此外,细胞内还存在一些转录抑制因子,它们可以结合到启动子区域,阻止转录因子的结合,从而抑制基因的表达。
因此,基因转录调控的异常可能是导致真核蛋白表达量低的一个重要原因。
真核蛋白表达量低还可能与翻译后修饰有关。
翻译后修饰是指蛋白质在翻译过程中发生的一系列修饰事件,包括翻译后修饰、翻译后剪接、翻译后修饰以及蛋白折叠等过程。
其中,翻译后修饰是指蛋白质在翻译完成后,通过磷酸化、甲基化、乙酰化等化学修饰作用,改变蛋白质的结构和功能。
如果翻译后修饰过程存在异常,如修饰酶缺失、修饰底物缺乏或修饰底物结构异常等,都有可能导致蛋白质的表达量低下。
此外,翻译后修饰过程中还存在一些蛋白质质控机制,它们可以识别和降解异常的蛋白质。
如果蛋白质在翻译后修饰过程中发生错误,可能会被质控机制识别并降解,从而导致蛋白质表达量的下降。
真核蛋白表达量低还可能与转运和稳定性有关。
蛋白质在细胞内需要通过转运机制从翻译位置运输到其它细胞器或细胞质中发挥功能。
如果转运机制发生异常,如转运蛋白缺失或转运通道堵塞,都会导致蛋白质在细胞内无法正常运输,从而影响其表达量。
同时,蛋白质的稳定性也是影响其表达量的重要因素。
蛋白质的稳定性受到蛋白酶的降解作用和蛋白质的保护机制的影响。
真核蛋白表达量低的原因
真核蛋白表达量低的原因引言:蛋白质是构成细胞的重要组分,参与了细胞内的各种生物学过程。
然而,有时我们会发现某些真核蛋白的表达量较低,这可能会对细胞功能产生负面影响。
那么,造成真核蛋白表达量低的原因是什么呢?本文将从多个角度对这一问题进行探讨。
一、mRNA水平的调控在真核生物中,蛋白质的表达受到多个水平的调控,其中mRNA水平的调控是一个重要因素。
mRNA的稳定性和转录水平决定了蛋白质的表达量。
首先,如果mRNA的稳定性较低,则会导致其降解速度加快,从而导致蛋白质表达量的下降。
其次,如果转录水平较低,则会导致mRNA的数量减少,进而导致蛋白质表达量的降低。
因此,mRNA水平的调控是造成真核蛋白表达量低的一个重要原因。
二、转录因子的调控在真核生物中,转录因子起着重要的调控作用。
转录因子可以结合到基因的启动子上,促进或抑制基因的转录过程。
如果某些转录因子的表达量低,或者它们的结合能力受到抑制,那么基因的转录水平就会受到影响,从而导致蛋白质表达量的下降。
此外,一些转录因子可能会与其他蛋白质相互作用,形成复合物,进一步调控基因的转录水平。
因此,转录因子的调控是造成真核蛋白表达量低的另一个重要原因。
三、翻译的调控在mRNA水平的调控之外,翻译过程也是蛋白质表达的重要环节。
翻译过程包括多个步骤,如翻译起始、蛋白链合成等。
如果在这些步骤中存在异常,就会导致蛋白质表达量的下降。
例如,翻译起始过程中需要启动子和转运RNA的配对,如果这一过程受到干扰,就会影响蛋白质的合成。
此外,翻译过程还可能受到其他调控因子的影响,如翻译抑制因子的结合等。
因此,翻译的调控也是造成真核蛋白表达量低的一个重要原因。
四、后转录调控在蛋白质合成完成后,还需要进行一系列的后转录调控过程,如剪接、修饰等。
这些后转录调控过程也会对蛋白质表达量产生影响。
例如,剪接是将mRNA前体分割成不同的外显子和内含子,以产生功能不同的mRNA。
如果剪接过程出现异常,就会导致某些mRNA 无法正确合成,从而影响蛋白质的表达。
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蛋白质不表达:常见原因及分析
1.载体构建错误。
这个屡见不鲜,很多克隆新人经常弄错读码框。
比如Qiagen的pQE系列载体,其克隆位点常有一两个碱基的区别;另外有些酶产生粘端有些酶产生平端,这些都容易导致读码框错误,从而表达不出来。
2.宿主菌选择不当。
不同的宿主菌其基因型是不一样的。
有些经过特殊修饰的载体,或者特殊用途的载体,或者有特殊启动子的载体,必须选择合适的宿主菌进行表达。
因此,当你的蛋白没有表达出来时,可以考虑更换宿主菌。
见下图
3.密码子的使用频率低。
有些基因其本身含有许多稀有密码子,尤其是起始密码之后的15个碱基之内的稀有密码子,对蛋白表达有着很重要的影响。
优化密码子对原核表达似乎效果很好,对真核表达系统未见得有很好的效果。
曾经有某人在毕赤酵母表达某蛋白两年未果,试图将密码子优化进行表达,结果还是没有表达。
一气之下将该优化的基因序列克隆到原核表达载体,表达量居然出奇地高!这是一个辛酸的笑话,但是一个真实的故事。
4、质粒不稳定或者质粒丢失。
pET系统通常比较稳定。
但是你选用带氨苄青霉素抗性的载体时,也许有可能产生β-lactamase降解了抗生素,使质粒丢失。
还有一种情况是表达重组的毒素蛋白,对宿主细胞也有毒性,造成质粒丢失。
这种情况多见于真核表达系统。
5、蛋白酶将蛋白降解了。
这种情况常由重组蛋白本身的N-或C-端序列引起的。
当蛋白N-端是Arg, Leu, Lys, Phe, Trp,或Tyr这些氨基酸时,容易遭受蛋白酶降解,此即N-末端规则。
N-端是Met时,大肠杆菌可以悄悄地把这个Met偷走,特别是Met后紧跟着一个带小侧链的氨基酸时。
C-末端存在非极性氨基酸时,也容易导致蛋白被降解。
C末端最后5个氨基酸是极性的或者带电荷的,则不易被降解。
6、二级翻译起始位点。
这种情况见于你的序列里正好含有和核糖体结合位点完全一致的序
列。
那就怪不得人家了,核糖体会很高兴地找到这个位点,然后开始翻译,致使你的蛋白被截短,在电泳时看不到预期大小的片段。
7、SD序列。
这个不陌生吧?考研时老师喜欢出名词解释,也难怪人家老是拿这个出题----SD 序列和起始密码子序列(80%是AUG,也有GUG的)之间的距离,对蛋白表达的效率也有着非常重要的影响。
SD序列本身的组成对翻译效率也有影响。
有时为了减少包涵体的产生,还特别对SD序列进行修饰呢!
8、mRNA的二级结构。
在克隆之前,你得看看你的序列里是否有和核糖体结合位点和/或翻译起始位点互补的序列。
如然,你最好进行同义密码子替换。
否则由此形成的mRNA二级结构,会让翻译嘎然而止的。
9、意外终止。
这种情况见于PCR扩增序列时,会和你开个不大不小的玩笑。
比如它会将序列中间TAC突变为TAA,让你的蛋白翻译刹车。
所以在进行表达之前,一定要进行测序,避免这种情况的发生。
10、转录终止子。
转录终止子的存在可以促进蛋白表达;但是缺少时就会造成“通读”,没完没了地读下去。
这在pET系统里不成问题,因为它在靶基因的相反方向有个选择性的标记基因。
如果你的靶基因正好和这个标记基因方向一致,那么你得看看你的靶基因后是否有个转录终止子。
如果没有的话,它们会竞争得天昏地暗,抢着生成mRNA和蛋白质。
11、mRNA的不稳定性。
靶基因的mRNA常聚集于细胞内。
但是大肠菌的mRNA及其不稳定。
如果在mRNA的5'-非翻译区和3‘-rho非依赖性终止子处插入稳定结构序列,可以促进mRNA的稳定性。
尤其是5'末端要是有个不带突出的发夹结构,能让mRNA在胞浆内无生命之虞。
12、检测方法的可行性。
有时候,蛋白的确表达了,只是表达量特别低,或者和杂带靠得特别近,致使你错误地以为蛋白没有表达。
这时候,你可千万别忘记了生物学实验的两大黄金准则:对照和重复。
说到对照,有很多层意思。
最基本的意思是,要设立空载体对照。
在真核系统表达的蛋白,常常量特别低。
因此你不要老是想着WB和SDS-PAGE去检测。
这时候,你必须另辟蹊径,找找看这个蛋白有米有很特别的性质。
如果它具有酶活性,那简直就是便宜你了。
还比如说,某些蛋白具有异样性质,比如说流感病毒的HA,你拿表达的不同梯度稀释的蛋白做个血凝。
如果发生血凝,并且呈现一定的梯度关系,那简直就是板上钉钉的事情了。
总结起来,套用一句很经典的电影台词:能表达出来的蛋白,其原因都是一致的;表达不出来的蛋白,各有各的原因。
我这个小帖子,就是给你一点启示:从哪里找原因。
希望能抛砖引玉,得到更多有价值的建议。