2023REPORTING大肠杆菌表达系统详细表格课件•大肠杆菌表达系统简介•大肠杆菌表达系统的基因表达机制•大肠杆菌表达系统的宿主菌选择•大肠杆菌表达系统的载体选择与构建•大肠杆菌表达系统的优化策略•大肠杆菌表达系统的实验操作流程2023REPORTINGPART01大肠杆菌表达系统简介定义与特点定义大肠杆菌表达系统是一种利用大肠杆菌作为宿主细胞，通过基因工程技术将外源基因在宿主细胞内进行表达的生物反应体系。特点大肠杆菌表达系统具有生长速度快、培养成本低、易于工业化生产等优点，广泛应用于基因工程药物、酶制剂、生物材料等的研发和生产。历史与发展历史大肠杆菌表达系统的研究始于20世纪70年代，随着基因工程技术的发展，该系统逐渐成为生物技术领域的重要工具。发展近年来，大肠杆菌表达系统在基因表达效率、宿主细胞适应性、安全性等方面不断得到优化，为生物技术的进一步发展提供了有力支持。应用领域酶制剂生产大肠杆菌表达系统可以用于生产各种酶制剂，如淀粉酶、蛋白酶等，广泛应用于食品、化工等领域。基因工程药物研发利用大肠杆菌表达系统可以快速、高效地生产出基因工程药物，如胰岛素、生长激素等。生物材料制备通过大肠杆菌表达系统可以生产出生物可降解材料，如聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等，具有环保和可持续发展的优势。2023REPORTINGPART02大肠杆菌表达系统的基因表达机制基因转录010203转录起始转录延长转录终止大肠杆菌RNA聚合酶识别启动子并开始转录。RNA聚合酶沿DNA模板链移动，合成RNA。RNA聚合酶到达终止子，转录停止。翻译过程翻译起始肽链延长翻译终止mRNA与核糖体结合，开始翻译。氨基酸按mRNA上的密码顺序依次加入肽链。遇到终止密码，肽链合成停止，核糖体释放。蛋白质折叠与分泌蛋白质折叠大肠杆菌内质网和高尔基体对新生多肽进行折叠和组装。分泌蛋白的转运通过信号肽引导新生多肽进入内质网和高尔基体进行加工和转运。基因表达调控转录水平调控通过启动子和终止子的结构变化来调控转录的起始和终止。翻译水平调控通过调节mRNA的稳定性、核糖体的合成以及氨基酸的供应来调控翻译过程。2023REPORTINGPART03大肠杆菌表达系统的宿主菌选择常用宿主菌01020304BL21(DE3)：用于蛋白表达的常用菌株，含有T7噬菌体启动子。BL21-CodonPlus(DE3)-RIL：优化了密码子使用，适用于多种重组蛋白的表达。HB101：稳定性和适应性较DH5α：用于克隆和一般分子好，常用于克隆和表达。生物学操作。宿主菌的基因型与表型基因型指宿主的遗传组成，包括染色体基因和质粒基因。表型指宿主表现出的性状和特征，如生长特性、代谢产物等。宿主菌的基因改造与优化01020304基因敲除基因定点突变基因融合与串联质粒优化去除不必要或有害的基因，提通过改变基因序列以改善宿主菌的某些特性，如提高蛋白表达量。将多个基因串联或融合，以实现多蛋白表达或增加蛋白表达量。改进质粒复制、拷贝数和稳定性，提高重组蛋白的表达水平。高表达效率和稳定性。2023REPORTINGPART04大肠杆菌表达系统的载体选择与构建质粒载体质粒载体的特点注意事项质粒载体是大肠杆菌表达系统中常用的载体类型，具有自我复制能力强、拷贝数高等特点。质粒载体的构建需考虑选择合适的复制子、筛选标记以及多克隆位点等要素。应用范围质粒载体适用于克隆中到大型基因以及基因簇，并能在宿主细胞内进行高拷贝复制。整合载体整合载体的特点应用范围注意事项整合载体可将外源基因整合到宿主细胞的染色体上，实现稳定遗传。整合载体适用于基因治疗、基因组编辑等领域，可提高外源基因在宿主细胞内的稳定性。整合载体的构建需谨慎选择整合位点，以避免对宿主细胞基因组造成不良影响。噬菌体载体噬菌体载体的特点噬菌体载体利用噬菌体感染宿主细胞，将外源基因表达于噬菌体表面。应用范围噬菌体载体适用于基因展示、抗体药物等领域，可高效筛选和表达外源蛋白质。注意事项噬菌体载体的构建需关注噬菌体的宿主范围、感染效率以及外源基因的表达效果。载体的改造与优化改造与优化的目的通过对载体的改造和优化，提高外源基因的表达水平、降低副产物形成以及简化生产过程等。常用策略包括优化启动子、增强翻译效率、...
