概述

蛋白表达系统是生物学与生物制药研究中用于合成特定蛋白分子的关键技术平台。不同的宿主系统在表达效率、修饰类型、蛋白稳定性及可扩展性方面存在显著差异。

辰辉创聚生物建立了五大类型的蛋白表达平台：大肠杆菌、哺乳动物细胞、昆虫细胞、酵母以及无细胞系统，以满足不同研究目标下的重组蛋白表达需求。

表达系统简介

▌大肠杆菌表达系统（E. coli）

大肠杆菌是最经典的重组蛋白表达宿主之一，其优点在于生长周期短、成本低、表达量高，尤其适合非糖基化或小分子可溶性蛋白。

通过优化启动子、融合标签与诱导条件，可以显著改善蛋白的可溶性与折叠状态。然而，对于需要复杂修饰或跨膜结构的蛋白，该系统往往受到局限。

在结构生物学、酶工程以及基础蛋白功能研究中，大肠杆菌是效率与稳定性兼顾的主力系统。

▌哺乳动物表达系统

哺乳动物细胞（如 HEK293、CHO）可提供接近天然状态的翻译后修饰，包括糖基化、磷酸化与正确折叠，能够产生与天然蛋白最为接近的结构与功能。因此，该系统在糖蛋白、膜蛋白、抗体以及治疗性分子的表达中具有不可替代的地位。

虽然成本较高、周期较长，但它所产出的蛋白通常更接近生理状态，适用于功能验证及药物研发阶段。随着瞬时转染和稳定株构建技术的成熟，哺乳动物系统的表达效率正逐步提升，成为高端蛋白质表达服务的重要方向。

▌昆虫细胞表达系统

昆虫细胞系统（如Sf9、Sf21、HighFive）基于杆状病毒载体，兼具真核修饰能力与较高产量。昆虫表达系统能够有效表达多亚基复合蛋白及高分子量蛋白，且对结构折叠具有良好兼容性。

虽然部分糖基化模式与哺乳动物不同，但其在成本与表达复杂度之间取得了较好的平衡，是连接实验研究与生产放大的关键中间层。该系统常用于抗原制备、疫苗开发以及结构生物学研究。

▌酵母表达系统

酵母表达介于原核与真核系统之间，既具备高效发酵能力，又能实现一定程度的翻译后修饰。以 Pichia pastoris 和 Saccharomyces cerevisiae 为代表的宿主，既能进行高密度发酵，又具备一定的修饰与分泌能力。其工艺成熟、可放大性强，非常适合工业级蛋白生产与功能蛋白研究。

通过启动子强度调节、信号肽优化以及发酵过程控制，酵母系统可在成本控制与产量提升间实现良好平衡。

▌无细胞蛋白表达系统

无细胞蛋白表达技术以细胞裂解物为反应基础，能够在体外完成转录和翻译。这一体系摆脱了细胞活性的限制，特别适用于毒性蛋白、膜蛋白及难以在细胞中表达的蛋白。

无细胞表达反应体系可快速调整离子浓度、能量供应与辅因子组成，便于高通量筛选和表达条件探索。在结构生物学和合成生物学研究中，无细胞体系的灵活性与速度正使其成为新兴的蛋白表达平台之一。

表1. 五大蛋白表达系统对比

系统优化与应用思考

辰辉创聚生物通过构建多宿主的蛋白表达系统 与标准化的蛋白质表达服务流程，为科研与应用研究提供了灵活的选择。

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