浅析大肠杆菌和杆状病毒表达系统的表达载体的不同
在分子生物学和生物技术研究领域，大肠杆菌（E. coli）和杆状病毒表达系统是应用较为广泛的蛋白表达系统。表达系统的选择可以显着影响蛋白质生产的成功，每种系统都有其独特的优点和应用，今天让我们来简单了解一下这两种表达系统的表达载体上的不同。
浅析大肠杆菌和杆状病毒表达系统的表达载体的不同
1、大肠杆菌表达系统
大肠杆菌表达是目前重组蛋白表达的常用系统，大肠杆菌该系统使用原核细胞，其是通过DNA重组技术，在大肠杆菌中高效表达编码病原微生物保护性抗原基因的一个表达系统。
近年来的研究表明,在科研和工业上被广泛应用的大肠杆菌表达载体主要有pGE 系列、pQE 系和pET 系列,其中目前被广泛应用的高效表达载体是pET 。pET系统是在大肠杆菌中表达外源蛋白较为高效、产量较高、成功率高的表达载体，它最初是利用与启动子配套并且能高效转录特定基因的外源RNA 聚合酶构建的T7RNA 聚合酶/启动子系统，可以从各种基因(包括原核细胞、真核细胞)生产大量的目的蛋白。
大肠杆菌表达系统是目前表达外源蛋白的首选，利用该表达系统表达重组蛋白有许多优越性，但是表达的外源蛋白容易被宿主蛋白酶攻击或未能正确折叠形成包涵体,其表达受到了限制。此外大肠杆菌表达水平相对于哺乳动物表达系统来说明显更高，但也有相对应的缺点，如大肠杆菌系统不能将表达蛋白分泌到胞外，二硫键的形成能力有限，不能实现蛋白表达复杂修饰（如糖基化修饰等）。
而且大肠杆菌作为原核生物，其具有培养条件简单、生长速度快、操作简单以及不易污染等特点而成为原核表达系统中占据优势的菌株，使得小规模蛋白质生产变得更简单且更具成本效益。美迪西建立了成熟的大肠杆菌表达及纯化服务平台，提供了包括各种重组蛋白以及其复合物在大肠杆菌中的表达与纯化服务。
2、杆状病毒表达系统
昆虫杆状病毒表达载体系统是利用携带有外源目的基因的重组昆虫杆状病毒作载体在昆虫体内或昆虫培养细胞进行表达生产的一个重组蛋白生产系统。
杆状病毒表达系统利用昆虫细胞，特别是来自草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）或其他昆虫物种的细胞。昆虫细胞是真核细胞，可以表达更复杂的蛋白质和翻译后修饰。杆状病毒载体表达系统是目前应用较为广泛的昆虫细胞表达系统，该系统通常采用目宿银纹夜蛾杆状病毒(AcNPV)作为表达载体。在AcNPV感染昆虫细胞的后期，核多角体基因可编码产生多角体蛋白，该蛋白包裹病毒颗粒可形成包涵体。核多角体基因启动子具有极强的启动蛋白表达能力，故常被用来构建杆状病毒传递质粒。
由于该系统所需要的周期远比动物或植物系统短，可以利用昆虫个体或其培养细胞进行大规模的表达生产，生产的重组蛋白产量高,蛋白翻译后加工比细菌、酵母生产系统完善。而且由于昆虫杆状病毒具有限制性的宿主范围，只对特定种属的昆虫及其细胞进行感染，对人畜等脊椎动物没有感染能力，因此具有比在哺乳动物及其培养细胞生产系统更为安全等优点而成为目前较为有效的真核表达系统之一。
美迪西科研人员建立了成熟的杆状病毒-昆虫细胞表达服务平台，提供包括重组杆状病毒制备、重组蛋白及其复合物的表达与纯化服务。
大肠杆菌和酵母表达系统优缺点
1、大肠杆菌病毒表达系统
大肠杆菌相对于哺乳动物细胞生长迅速，能够短时间内生产大量表达蛋白，并对得到的蛋白进行分析与应用。此外，使用大肠杆菌细胞转化外源 DNA 是容易的，并仅需要少量的 DNA。但是大肠杆菌已知并没有能力表达糖基化蛋白，而且细菌作为表达系统，缺乏许多翻译后修饰和蛋白质折叠等特性。
优点：操作简便，周期短，收益大；表达产物稳定。
缺点：
（1）、易形成包涵体；
（2）、蛋白缺少翻译后修饰。
技术难点：
（1）、如何实现大量可溶性蛋白的表达；
（2）、如何实现蛋白的糖基化修饰。
2、杆状病毒表达系统
杆状病毒是一种高产量的真核基因表达载体，在昆虫细胞内，杆状病毒表达的外源基因产物可以得到各种翻译后修饰，包括磷酸化、糖基化、酰胺化、信号肽切割和蛋白质裂解等。因此，当杆状病毒表达哺乳动物包括人类的蛋白时，比原核表达系统更容易获得有正确结构和修饰的活性产物。相比原核表达载体系统，昆虫杆状病毒表达载体系统重组蛋白的翻译后修饰与处理都与哺乳动物细胞相似，故通常能够产生具有正确折叠构象的膜蛋白。
与大肠杆菌等原核表达系统相比，杆状病毒系统的成本可能更高。这是由于需要的昆虫细胞培养基、昆虫细胞系等相对较高成本。
扩大杆状病毒表达以进行工业或大规模生产可能具有挑战性。在更大范围内实现一致的产量并保持成本效益可能需要大量的优化和资源。
杆状病毒表达系统涉及多个步骤，包括病毒生产、感染和蛋白质纯化。对于为某些应用寻求更简单的表达系统的研究人员来说，这种复杂性可能是一个缺点。
优点：能进行蛋白翻译后糖基化修饰。
缺点：成本高、蛋白表达量低，难以形成种子批。
技术难点：
（1）、提高蛋白表达量，降低生产成本。
（2）、提高批间稳定性。
虽然每个蛋白表达系统都存在一些缺点，但是其仍然是生物技术和蛋白质研究中有重要价值的工具。在进行科学研究中，研究人员须权衡不同表达系统的优点和缺点，以确定其是否适合其特定的蛋白质表达目标。
