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原核表達(dá)系統(tǒng)是一個(gè)成熟的系統(tǒng)，常用于研究基因功能。由于原核表達(dá)系統(tǒng)存在包涵體蛋白純化困難、蛋白修飾不*等缺陷，人們開始利用真核表達(dá)系統(tǒng)來研究基因。
在各種表達(dá)系統(tǒng)中，首先采用原核表達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行研究，這也是目前成熟的表達(dá)系統(tǒng)。該技術(shù)的主要方法是將已克隆到目的基因DNA的片段的載體(通常為質(zhì)粒)轉(zhuǎn)化到細(xì)菌(通常為大腸桿菌)中，通過IPTG誘導(dǎo)和終純化獲得所需的目的蛋白。其優(yōu)點(diǎn)是可以在短時(shí)間內(nèi)獲得基因表達(dá)產(chǎn)物，所需成本相對(duì)較低。
但與此同時(shí)，原核表達(dá)系統(tǒng)仍有許多不可克服的缺點(diǎn)：如常用的表達(dá)系統(tǒng)不能調(diào)節(jié)表達(dá)時(shí)間和表達(dá)水平，某些基因的連續(xù)表達(dá)可能對(duì)宿主細(xì)胞造成毒性作用，過度表達(dá)可能導(dǎo)致非生理反應(yīng)，靶蛋白往往以包涵體的形式表達(dá)，導(dǎo)致產(chǎn)物純化困難；而且，原核表達(dá)系統(tǒng)的翻譯后修飾系統(tǒng)并不完善，表達(dá)產(chǎn)物的生物活性較低。為了克服上述缺點(diǎn)，許多學(xué)者將原核基因調(diào)控系統(tǒng)引入真核基因調(diào)控領(lǐng)域。它的優(yōu)點(diǎn)是：
1.根據(jù)原核生物蛋白與靶基因相互作用的高度特異性設(shè)計(jì)，靶基因與真核基因調(diào)控序列基本沒有同源性，因此不存在基因的非特異性激活或抑制
2.能誘導(dǎo)高效基因表達(dá)，高達(dá)105倍，超越其他系統(tǒng)；
3.它可以嚴(yán)格控制基因表達(dá)，即既可以控制基因表達(dá)的“開關(guān)”，又可以人為控制基因表達(dá)量
因此，利用真核表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)目的蛋白越來越受到重視。目前，基因工程研究中常用的真核表達(dá)系統(tǒng)包括酵母表達(dá)系統(tǒng)、昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)和哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)。
1.根本的區(qū)別是，原核表達(dá)系統(tǒng)的表達(dá)系統(tǒng)是原核細(xì)胞；真核表達(dá)系統(tǒng)在真核細(xì)胞如酵母細(xì)胞、昆蟲細(xì)胞和哺乳動(dòng)物細(xì)胞中表達(dá)。
2.兩種表達(dá)系統(tǒng)都通過含有原核或真核啟動(dòng)子和其他表達(dá)相關(guān)元件的質(zhì)粒系統(tǒng)表達(dá)外源基因。
3.與真核表達(dá)系統(tǒng)相比，原核表達(dá)系統(tǒng)的表達(dá)效率易于優(yōu)化和調(diào)整，表達(dá)量高。然而，當(dāng)用于表達(dá)真核外源基因時(shí)，由于不同的蛋白質(zhì)折疊和糖鏈修飾，其應(yīng)用受到限制。真核表達(dá)系統(tǒng)的表達(dá)量相對(duì)較低。雖然酵母和昆蟲系統(tǒng)的表達(dá)量相對(duì)較高，但哺乳動(dòng)物基因的表達(dá)也存在不足。
