pQE system

promoter: lac operon

fusion protein: 6-His tag

pQE system

pQE system

Expression of cloned genes in E. coli

優點： 1. 具有生長快速（細胞產量高） 2. 容易操作 3. 低成本 4. 分子生物學及生理學已研究得非常清楚，而且有很多不 同的表現系統 缺點：

1. 為原核生物 (prokaryote) ，無法進行後轉譯修飾作用 例如：醣化作用 (glycosylation) 2. 常常會形成不溶性的包涵體 (inclusion body) 3. 產生不能折疊或不正確折疊的蛋白質 4. 產生內毒素

開發新的大腸桿菌表現系統，希望仍然能利用這種最容易操作的宿主，取得具有生物活性的蛋白質，避免包涵體的產生。

美國生技公司 Genetics Institute 已開發出硫氧化還原蛋白基因 融合表現系統 (Thioredoxin gene fusion expression system) 。

Expression of cloned genes in E. coli

其特點為利用大腸桿菌的 thioredoxin (trx A) 做為 fusion partner 。

此蛋白質若是單獨在大腸桿菌表現，產量可達細胞蛋白質的 40% 所有的 thioredoxin 完全是可溶性，不形成包涵體

另外 thioredoxin 還有兩個特性： (i) 對熱的穩定性，因此 fusion protein 在 80℃處理 10 分鐘仍然維持可溶狀 態，此特性可以被用來去除大部分的細胞蛋白質 (ii) 此蛋白質位於內細胞膜 (inner membrane) 上，因此可以利用滲透壓爆破 (osmotic shock) 技術加以回收。

此系統應用於許多 cytokines 等蛋白質的表現時，許多原來會形成包涵體 的，利用 thioredoxin fusion 已經可以形成可溶性且具有生物活性的蛋白質

Expression of cloned genes in E. coli

硫氧化還原蛋白基因融合表現系統

Expression of cloned genes in E. coli

其他具有潛力成為生產基因工程蛋白質的宿主有下列幾種： 1. Bacillus subtilis 此為 Gram-positive 細菌，不產生 lipopolysaccharide ，有能力將 大量的蛋白質分泌到培養基，而且也有許多生產抗生素及酵素的 例子。2. Streptomyces lividans 此為 Gram-positive 細菌，能將蛋白質分泌到培養基。例如利用 Streptomyces 一種 protease inhibitor 的 signal sequence ，可以生 產 300 mg/L 的人類 T-cell receptor CD4 。

Expression of cloned genes in other bacteria

Conclusion

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