酵母表达系统的特点大肠杆菌表达系统是常用的外源基因表达系统

1.酵母表达系统的特点大肠杆菌表达系统是常用的外源基因表达系统，人们已利用该系统表达了多种蛋白。大肠杆菌基因结构简单，易于进行基因操作，而且它生长迅速，周期短，营养需求简单，适于工业化生产。但同时该系统还存在很多缺陷。它是原核表达系统，缺少真核生物的翻译后加工过程，产生的外源基因产物往往无活性，它表达的蛋白多以包含体形式存在，需要经过复性，过程复杂，它产生的杂蛋白较多，不易纯化，所以产物中有可能会含有原核细胞中的有毒蛋白或有抗原性的蛋白。昆虫细胞表达系统和哺乳动物细胞表达系统都是真核细胞表达系统，它们可以进行多种蛋白的转录后加工，很适合于真核基因的表达。但是，它们遗传背景复杂，操作困难，易污染，生产成本高，所以并不利于实际应用[2,3]2.核生物基因和制备有功能的表达蛋白质。某些酵母表达系统具有外分泌信号序列，能够将所表达的外源蛋白质分泌到细胞外，因此很容易纯化[4]。所以近年来，酵母表达系统已广泛应用于工业生产，为社会创造了极大的经济效益3.酵母一般可分成三大类：(1)酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)，又称面包酵母；(2)粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomycespombe)；(3)非常规酵母(Nonconventionalyeast)，是指除酿酒酵母和粟酒裂殖酵母外的酵母统称4.酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）又名面包酵母，它是单细胞真核微生物，一直以来酿酒酵母被称为真核生物中的―大肠杆菌‖。它是最早应用于酵母基因克隆和表达的宿主菌。自1981年Hitzemom等用酿酒酵母表达人干扰素获得成功后，人们还用酿酒酵母表达了多种原核和真核蛋白，目前科学家对酿酒酵母表达系统的研究已非常深入。5.2.1.2用于基因表达的宿主菌——酿酒酵母在遗传学方面，人们对酿酒酵母进行了广泛的研究，酿酒酵母基因组序列（约1.2×107bp）早在1996年就完成，它有16条染色体，约6000个ORF，仅4%的酵母基因有内含子。由于人们对酿酒酵母的遗传背景十分清楚，因此酿酒酵母是很理想的真核表达宿主菌。酿酒酵母难于高密度培养,分泌效率低,几乎不分泌分子量大于30kD的外源蛋白质,也不能使所表达的外源蛋白质正确糖基化,而且表达蛋白质的C端往往被截短。因此,一般不用酿酒酵母做重组蛋白质表达的宿主菌。酿酒酵母本身含有质粒,其表达载体可以有自主复制型和整合型两种。自主复制型质粒通常有30个或更多的拷贝,含有自动复制序列(automaticreplicatingsequence,ARS),能够独立于酵母染色体外进行复制,如果没有选择压力,这些质粒往往不稳定。整合型质粒不含ARS,必需整合到染色体上,随染色体复制而复制。整合过程是高特异性的,但是拷贝数很低。为此,人们设计了pMIRY2(formultipleintegrationintoribosomalDNAinyeast)质粒,旨在将目的基因靶向整合到rDNA簇上(rDNA簇为酵母基因组中串联存在的150个重复序列),因此利用pMIRY2质粒可以得到100个以上的拷贝[3]。值得注意的是,酿酒酵母表达的外源蛋白质往往被高度糖基化,糖链上可以带有40个以上的甘露糖残基,糖蛋白的核心寡聚糖链含有末端α1,3甘露糖,产物的抗原性明显增强[1,4]。所以,酿酒酵母常常用来制备亚单位疫苗(如HBV疫苗、口蹄疫疫苗等)。2.2甲醇营养型酵母表达系统甲醇营养型酵母包括汉森酵母属(Hansenula),毕赤酵母属(Pichia),球拟酵母属(Torulopsis)等,能在以甲醇为唯一能源和碳源的培养基上生长,甲醇可以诱导它们表达甲醇代谢所需的酶,如醇氧化酶Ⅰ(AOX1)、二羟丙酮合成酶(DHAS)、甲酸脱氢酶(FMD)等。AOX1的甲醇诱导表达量可占到胞内总蛋白质的20%～30%,表明AOX1的合成受转录水平的调控,AOX1启动子(PAOX1)具有较高的调控功能,可用于外源基因的表达调控[4]