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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。

3.凝胶过滤层析法

凝胶过滤层析法是利用孔径大小的差异进行蛋白质分离的一种

方法。柱填充物主要有分子筛、琼脂糖等。

4.逆流层析法

逆流层析法是一种常见的分离纯化技术，其原理是通过溶液中

抗体与目标分子的结合，实现蛋白质的高效纯化。逆流层析的柱

填充物常用的有蛋白A、蛋白G、蛋白L等，其适用于分离分子

量大于20kDa的蛋白质。

三、总结

重组蛋白质的表达与纯化技术是重要的生物技术领域。在表达

过程中，合理选择宿主细胞和表达载体，对于得到高水平表达的

重组蛋白质至关重要。在纯化过程中，合理选择分离纯化方法，

可以快速、高效地得到纯度较高的蛋白质样品。未来，随着科学

技术的不断发展，重组蛋白质表达和纯化技术将会更加完善，向

更加高效、更加成熟的方向发展。