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【金秋计划】包涵体是什么？怎么办

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2024/09/06

食品常规理化分析

包涵体是什么？

简单说，就是外源基因在表达过程中，形成的由膜包裹的高密度、不溶性蛋白质颗粒，尤其在大肠杆菌中，外源蛋白表达过快时很容易出现包涵体。

包涵体是由折叠错误的蛋白质聚集组成，既不是分泌型蛋白，也不是可溶性蛋白，而是在菌体经超声破碎、离心后的沉淀中。主要影响因素有哪些？

主要因素还在组成蛋白质的氨基酸，比如说疏水性氨基酸太多，或蛋白质中二硫键较多，蛋白太大等情况很容易错误折叠形成包涵体。

比如外源蛋白表达的培养条件，表达载体，表达宿主都会影响包涵体的形成。

如果出现包涵体怎么办？

到目前为止，没有很好的办法，但我们可以尽量采取措施提高可溶性蛋白的表达。比如说，

1.控制培养温度

温度高，蛋白折叠速度快，很容易形成包涵体，那么，诱导的时候采用低温诱导，比如16℃或25℃以下。

为什么低温可以减少包涵体的形成？温度低，菌体生长缦，合成蛋白的速度也慢，蛋白可以慢慢折叠形成正确的蛋白质。

2.调整诱导剂的浓度

诱导剂用来启动外源蛋白表达，适合的诱导剂浓度可以减少包涵体的形成。比如说常用的诱导剂IPTG，一般IPTG的终浓度在0.1mM-1 mM。

为什么要控制IPTG的浓度？浓度过高致使外源蛋白过度表达，折叠错误的蛋白也容易增多，积累过多就容易导致细胞生长减慢甚至停止。浓度过低又无法启动转录，起不到应有的作用。

3.选择合适的表达载体

不同的目的基因，需要选择不同的表达载体，不能随机配对。尤其是载体上启动子的类型，对外源蛋白的表达影响很大。

比如说常用的pET系列载体T7启动子，因高表达量而广泛使用，但也容易出现蛋白错误折叠，形成包涵体。

4.选择合适的宿主细胞
根据实验目的进行选择宿主细胞，比如说DH5α转化效率特别高，B21(DE3)就适合表达蛋白等等。当然，载体和宿主细胞也要匹配。

5.直接采用变性、复性方法对包涵体进行加工先通过变性剂处理包涵体，再通过复性使蛋白质进行正确折叠，形成正确的可溶性蛋白质。但过程也很复杂，也需要仔细摸索。

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