Rekombinante Proteinfertigung: Genetisch veränderte E. coli-Stämme

Escherichia coli (E. coli) hat eine bedeutende Rolle bei der Produktion von rekombinanten Proteinen in der Biopharmazeutik gespielt und diente als erster Ausdrucksträger für die Herstellung von biologischem Medizinprodukt. E. coli zeichnet sich durch schnelles Wachstum, einfache genetische Manipulation und rasche Synthese von rekombinanten Proteinen sowie weitere Vorteile aus. Durch umfangreiche Modifikationen ist E. coli zu einer optimalen Wahl für die Proteinausdrucks geworden, was zur Entwicklung verschiedener gentechnisch veränderter E. coli-Stämme geführt hat.

Yaohai Bio-Pharma spezialisiert sich auf den Bereitstellung von kompletten Outsourcing-Dienstleistungen für Fermentation, Reinformung, Formulierungsprozessentwicklung und Produktion einer Reihe von Biopharmazeutika unter Verwendung von E. coli-Ausdruckssystemen. Im Hinblick auf die umfangreiche Erfahrung von Yaohai haben wir zusammengefasst, dass vier gängige E. coli-Stämme für die Produktion von rekombinanten Proteinen verwendet werden und ihre Merkmale aufgeführt.

BL 21 Stamm

Abgeleitet von der E. coli B-Linie fehlt dem BL21-Stamm die Lon-Protease und die äußere Membranprotease OmpT. Die Lon-Protease degradiert hauptsächlich exogene Proteine, während OmpT vor allem extrazelluläre Matrixproteine abbaut. Das Fehlen dieser beiden Schlüsselproteasen kann die Degradation rekombianter Proteine wirksam verhindern.

Origami-Stamm

Der Origami-Stamm, ein Ableger von E. coli K-12, hat Mutationen in Thioredoxinreduktase und Glutathionreduktase, die die Bildung korrekt gefalteter Proteine mit Disulfidbindungen fördern und die Proteinsolubilität erhöhen. Der Origami-Stamm, einschließlich Origami, Origami 2 und Origami B, eignet sich für die Expression aktiver Proteine mit Disulfidbindungen.

SHuffle-Stamm

Die SHuffle-Stämme exprimieren konstitutiv die Disulfid-Bindung-Isomerase DsbC im Zytplasm, was die Bildung korrekter Disulfidbrücken in oxidierten Proteinen fördert. Sie dient außerdem als molekularer Chaperon für das Protein-Falten, indem sie bei der Bildung der richtigen Konformation hilft.

Rosetta-Stamm

Der Rosetta-Stamm ergänzt E. coli mit tRNAs, die zu seltenen Codonen passen, um die Expression von exogenen Genen, insbesondere eukaryotischen Genen, in prokaryotischen Systemen zu verbessern. Abgeleitet von BL21 und tragend den chloramphenikol-resistenten pRARE-Plasmid, es ergänzt sechs tRNAs, die zu seltenen Codonen (AUA, AGG, AGA, CUA, CCC und GGA) passen, die ursprünglich in E. coli fehlen, wodurch eine universellere Proteinexpression ermöglicht wird.

Schlussfolgerung

Die drei Hauptfaktoren für den erfolgreichen Produktionsprozess rekombinanter Proteine sind der Wirt, das Vektor und die Kulturbedingungen. Basierend auf einem Verständnis der physikalisch-chemischen Eigenschaften des rekombinanten Proteins, den einzigartigen Vorteilen jeder Stammkultur und den spezifischen Anforderungen des Experiments sollte der geeignetste Wirt ausgewählt werden. Zudem sollten Faktoren wie Plasmidvektoren, Temperatur und Induktoren optimiert werden, um die Proteinexpression zu erhöhen.

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