外源基因在大肠杆菌中表达的优化.pdf

第 卷 第 期 河北师范大学学报（自然科学版） 28 1 Vol.28 No.1 年 月 （ ） 2004 1 Journalof ~ebeiNormalUniversit NaturalScienceeditiony Jan. 2004 外源基因在大肠杆菌中表达的优化 曹 红， 仇 燕， 王 刚 （河北师范大学 生命科学学院，河北 石家庄 050016） 摘 要：大肠杆菌已经被广泛地应用于表达各种外源基因，但基因的表达受多种因素的影响，现就各种影 响因素综述了外源基因表达的优化策略，这将有助于采取有效方法提高外源基因在大肠杆菌中的表达效率. 关键词：大肠杆菌；外源基因；表达；优化 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） 78 A 1000-5854 2004 01-0082-04 大肠杆菌（ ）的遗传学、生物化学和分子生物学方面的知识已被人们了解，又由于其具有低成 E.coli 本、高效率、易操作等特点，因此成为外源基因的首选表达系统；但是在利用大肠杆菌表达外源基因的过 程中会遇到很多困难，致使表达效率难以得到最大限度的提高.克隆基因正确表达的基本条件：基因正 确的转录、有效的翻译、表达产物的后修饰加工、新生多肽在宿主细胞中的分布、编码蛋白能维持正常的 稳定性以及细菌的培养条件等.本文中，笔者就以上条件对外源基因在大肠杆菌中表达的优化策略进行 综述. ! 表达质粒的优化设计 1.1 转录水平上的优化 外源基因必须在大肠杆菌启动子（promoter）的控制下才能启始转录，不同启动子的启始效率不同， 强启动子可产生较多的mRNA，从而提高蛋白质产物的表达水平，弱启动子则相反 在大肠杆菌中表达. 外源基因最有用的启动子是强的可调控的启动子，如 ， ， ， 杂和的 启动子等，当 lac tr !L tr lacUV5 tac p p p 菌生长到一定时期，用化学或物理的方法进行诱导可以提高目的蛋白的表达量，而在诱导前蛋白的基础 表达水平很低或没有 大肠杆菌启动子都有 种保守的序列，即 区（ ）和 区（ . 2 -35 5/ TTGACA -10 5/ TATAAT），载体上启动子序列与保守序列间相似程度越高，外源基因的表达能力就越强，两者成正 ［］ 比1 种保守序列（ ， ）间的距离也是影响克隆基因表达效率的重要因素，此段距离越是接近 .2 -35 -10 ［］ 个碱基，启动子的活性强度就越高；反之，越是大于 个碱基，启动子的活性强度就越弱 1 17 17 . 转录终止子（ ）位于基因的下游附近，一方面，终止子可以避免高水平转录对质粒 复 terminator DNA 制的干扰而导致的质粒的不稳定性；另一方面，终止子使得转录出的mRNA尽可能短，以减少不必要的 能量消耗 已知大肠杆菌格外偏爱终止密码子