外源基因在宿主细胞中的表达1VIP免费

外源基因在宿主细胞中的高效表达-I影响外源基因表达的因素有效的转录起始•主要的限速步骤•选择强的可调控的启动子及相关的调控序列，是组建一个高效表达载体的首要问题启动子:位于结构基因5’端上游区的DNA序列,活化RNA聚合酶启动子的特征:序列特异性、方向性、位置特性、种属特异性举例说明原核生物的启动子和真核生物的启动子。启动子根据作用方式及功能分类：•组成型启动子(constitutivepromoter)：在个体的任何细胞中均有表达活性的启动子•诱导型启动子•组织特异型启动子最理想的强的可调控的启动子应该是：在发酵的早期阶段表达载体的启动子被紧紧地阻遏，这样可以避免出现表达载体不稳定，细胞生长缓慢或者由于产物表达而引起细胞死亡等问题。当细胞达到一定的密度，通过多种诱导使阻遏物失活，RNA聚合酶快速启动转录。原核细胞的启动子：lac,trp,tac,phoA,lPL,lPＲ都是这一类启动子（诱导型启动子，induciblepromoters)）。T7噬菌体启动子则是另一种类型的启动子，即组成型启动子（constitutivepromoters）。Ｔ７噬菌体启动子只为Ｔ７噬菌体的ＲＮＡ聚合酶所识别，而被Ｔ７RNA聚合酶所起始的转录非常活跃，使得由宿主细胞的RNA聚合酶所进行的转录根本无法与之竞争，这样使细胞中几乎所有的转录都是由Ｔ７RNA聚合酶所操纵，在1-3小时内，目标基因的RNA转录水平可以达到rRNA水平。由于Ｔ７RNA聚合酶几乎能完整地转录在Ｔ７启动子控制下的所有DNA序列，所以近年来许多实验室开始选用Ｔ７噬菌体启动子进行外源基因的高效表达。Ｔ７启动子调控下的表达载体已经形成一个系列，根据外源基因的插入位点可以分别获得直接表达和融合表达。举例：•pET,pRSET•真核基因的表达调控要比原核复杂得多，然而启动子和增强子作为两个重要的转录调控序列，为外源基因在真核细胞中高效表达所必需•真核启动子也分为：组成型和诱导型两大类•组成型启动子如：SV40、腺病毒、人巨细胞病毒（CMV）、Rous肉瘤病毒•诱导型启动子如：干扰素β启动子、热休克启动子、激素诱导的启动子mRNA的有效延伸和转录终止与基因的高效表达•外源基因的转录一旦被起始，接下来的问题就是如何保证mRNA有效的延伸、终止和稳定的积累，尤其在真核细胞中•在转录物内的衰减（attenuation)和非特异性终止可以诱发转录中的mRNA分子的提前终止（prematuretermination）•衰减子（attenuators）具有简单终止子的特性，在原核细胞中处于生物合成的操纵子的启动子和第一个结构基因之间•由于衰减子序列是负调控元件，为了保证mRNA转录完全，在表达载体的构建中要尽量避免其存在•色氨酸操纵子中的衰减子（attenuator）•正常的转录终止子的存在也是外源基因高效表达的一个因素，其作用是防止不必要的转录，使mRNA的长度限制到最小，增加表达质粒的稳定性•为了防止mRNA在转录中的非特异性终止，抗终止序列元件（antiterminationelements）可以加入到表达载体上•对于真核细胞而言，表达载体上含有转录终止序列和polyA加入位点，是外源基因高水平表达的重要因素mRNA的稳定性与基因的高效表达•mRNA的稳定性直接关系到翻译产物的多少，提高其稳定性能提高基因表达效率•相关报道很少•对于原核细胞，利用RNase缺失的受体菌是一个可供选择的方案•对于真核细胞，可以按照基因表达调控中的原则，使mRNA5’端和3’端正确加工，提高成熟mRNA的稳定性•有效的翻译起始与基因的高效表达•翻译是mRNA指导的多肽链合成的过程•翻译起始是多种成分协同作用的过程，其中包括：mRNA、16SrRNA、fMet-tRNA之间的碱基配对，同时，还有核糖体S1蛋白和蛋白合成起始因子的相互作用•在原核细胞中，影响翻译起始的因素有：起始密码子、核糖体结合位点（SD）、起始密码与SD序列之间的距离、核苷酸组成、mRNA的二级结构以及mRNA上游的5’端非翻译序列和蛋白编码区的5’端序列等。SD序列也即核糖体结合位点（RBS）的序列（是指原核细胞mRNA5’端非翻译区同16SrRNA3’端的互补序列）作为翻译起始，可以达到最大效率的一般原则是：（1）AUG（ATG）是首选的起始密码子（GUG、UUG、AUU、AUA有时也可用，但非最佳选择）（2）SD序列也即核糖体结合位...