蛋白复合体体外表达必备「神器」—多基因共表达系统

蛋白质是生命活动中最为主要的功能物质，严密调控着生命活动中的「一举一动」。在生物体内，一些蛋白可以单独发挥功能，但是一些蛋白却需要和很多蛋白「小伙伴」即蛋白亚基 通过二硫键、氢键以及分子间作用力等团结在一起形成一个大的「集合体」即复合体，来行使某一项特殊的功能，例如: 位于细胞膜表面的 Na+/K+ 泵，就是一个典型的蛋白复合体，各种不同类型的蛋白「小伙伴」联合起来，共同完成细胞内外 Na+、K+的运输。由此可见，蛋白复合体对于生命活动的重要性。以往人们对蛋白的研究很多都仅限于对个别蛋白单独的研究，而对蛋白复合体的研究却很少，主要原因还是在于体外难以获取蛋白复合体。下面我们将为大家介绍一款蛋白复合体体外表达必备「神器」——多基因共表达系统。

以往我们对于蛋白复合体的研究，首先需要将组成蛋白复合体的每个「小伙伴」逐一进行表达和纯化，接着需要探索这些「小伙伴」相互结合的条件并进行条件优化，最后在对蛋白复合体进行分离和纯化。这个过程周期十分的漫长，蛋白亚基之间相互结合的条件原本就十分苛刻，但是还需兼顾与其他蛋白亚基的结合，可谓困难重重。这些可能还不是最为关键的，如果最后通过千辛万苦纯化得到的蛋白复合体没有活性，那也只能「一夜回到解放前」，哭死在实验台上了。

多基因共表达系统将为我们提供在蛋白复合体研究方面前所未有的便利。首先，多基因共表达系统集合了目前原核表达蛋白系统：表达量高、易纯化、制备周期短等多方面的优点；再次，多基因共表达系统中的共表达质粒具有多个多克隆位点，并且每个多克隆位点针对各自的目的基因拥有独立的 T7 启动子、lac 操纵子、核糖体结合位点、测序引物以及纯化标签，可以最多同时满足 8 个蛋白的表达，也就是说能够将原来组成蛋白复合体的蛋白「小伙伴」利用改系统同时进行表达；最后，原核细胞表达的目的蛋白存在于原核细胞中，细胞内的环境条件相比于体外更为稳定，蛋白亚基相互结合存在一定的时间和空间的差异性，而且很可能还存在蛋白亚基之间相互结合所必须的辅助因子，这样更利于蛋白复合体的形成并保留其天然的活性。

多基因共表达系统在制备蛋白复合体方面与传统技术相比较，具有周期短，耗费低，重复性好，成功率高等多方面的优势。目前云克隆借助于多基因共表达系统已实现钙卫蛋白、白细胞介素 35、白细胞介素 12、促黄体生成素、卵泡刺激素、绒毛膜促性腺激素、肌酸激酶 MB 同工酶、抑制素β等多种蛋白质复合体制备。举个栗子吧，图 2 展示的就是共表达的钙卫蛋白的电泳图。

编辑： dxy_8hxjask7    来源：丁香园