实验小白必看：重组蛋白表达系统怎么选？原核与真核表达系统技术差异全解析

重组蛋白是生命科学研究中最基础、也是最常用的科研试剂之一。从功能蛋白研究、抗体筛选到信号通路分析，重组蛋白的质量和来源直接影响实验结果的可靠性。对于初入实验室的研究人员而言，理解重组蛋白表达系统的技术差异，尤其是原核与真核表达系统的本质区别，是开展相关研究前的重要基础。

一、什么是重组蛋白表达系统

重组蛋白表达系统是指利用分子生物学手段，将目标基因导入特定宿主细胞，在受控条件下实现目标蛋白表达的技术体系。一个完整的表达系统通常包括以下技术要素：

表达宿主（Host cell）

表达载体（Expression vector）

启动子与调控元件

表达环境与调控方式

重组蛋白表达系统的选择主要取决于目标蛋白的结构特征和实验应用需求，而非生产规模或法规要求。

二、原核重组蛋白表达系统的技术特点

1. 大肠杆菌表达系统

大肠杆菌（Escherichia coli）表达系统是应用历史最久、使用最广泛的原核重组蛋白表达系统。该系统以遗传背景清晰、培养条件简单和表达效率高著称。

从技术角度看，大肠杆菌表达系统具有以下特征：

无细胞器结构，蛋白合成与折叠过程相对简单

不具备真核细胞特有的后转译修饰能力

表达过程高度可控，重复性良好

大肠杆菌系统常用于表达结构相对简单、对翻译后修饰要求不高的蛋白，如酶类蛋白、结构蛋白片段及部分抗原蛋白。

2. 原核表达的常见技术概念

在原核表达系统中，以下技术术语被广泛使用：

融合标签（Fusion tag）：用于辅助蛋白表达和纯化

可溶性表达：指蛋白以可溶形式存在于胞内

包涵体（Inclusion body）：蛋白以不溶形式聚集的状态

三、真核重组蛋白表达系统的技术类型

相比原核系统，真核重组蛋白表达系统能够提供更接近天然状态的蛋白产物，尤其适用于结构复杂或功能依赖修饰的蛋白。

1. 酵母表达系统

酵母表达系统位于原核与高等真核系统之间，是科研中常用的真核表达平台之一。其技术特点包括：

具备基本的蛋白折叠与修饰能力

细胞培养操作相对简便

表达效率与稳定性较好

常见酵母表达系统包括 Pichia pastoris 与 Saccharomyces cerevisiae，在科研试剂领域主要用于中等复杂度重组蛋白的表达。

2. 昆虫细胞表达系统

昆虫细胞表达系统通常基于杆状病毒介导的表达方式。该系统在技术上具有以下特点：

可支持大分子量蛋白或多结构域蛋白表达

蛋白折叠能力优于酵母系统

后转译修饰类型相对完整

因此，昆虫细胞表达系统常用于对蛋白结构完整性要求较高的研究型应用。

3. 哺乳动物细胞表达系统

哺乳动物细胞表达系统是当前科研试剂中最接近人源蛋白状态的表达平台。常用细胞系包括 HEK293 和 CHO。

其技术优势主要体现在：

能进行复杂、接近人体的后转译修饰

蛋白构象和功能保真度高

适用于表达复杂功能蛋白与受体蛋白

在科研应用中，哺乳细胞表达系统常作为高保真度重组蛋白的来源。

四、原核与真核表达系统的技术差异比较

技术维度	原核表达系统	真核表达系统
表达宿主	大肠杆菌	酵母、昆虫、哺乳细胞
蛋白修饰	无	有
折叠能力	有限	较强
技术复杂度	低	中至高
蛋白复杂度适应性	低至中	中至高

该差异决定了不同重组蛋白在科研试剂中更适合采用哪类表达系统。