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大腸桿菌，也稱大腸埃希氏菌（E.coli,Escherichia coli），其作為表達宿主的優(yōu)勢是遺傳背景清晰、生產(chǎn)成本較低，不足之處是無翻譯后修飾功能，不適用于表達復雜蛋白。生物域同行們結合其優(yōu)劣勢，使用大腸桿菌生產(chǎn)了多品類的預防性疫苗、治療性重組蛋白、治療性酶、醫(yī)美原料、科研用酶和工業(yè)用酶。

 

用于一般蛋白表達的宿主菌及其選擇

（1）大腸桿菌BL21

大腸桿菌BL21的基因型為B F-dcm ompT hsdS(rB-mB-)gal[malB+]κ-12(λS)，各個基因型簡析如下：

B：代表B系菌種；B系大腸桿菌屬于lon-dcm-基因型，lon突變導致ATP依賴性蛋白酶Lon缺失，減少重組蛋白的降解，提高重組蛋白產(chǎn)量。dcm突變使胞嘧啶甲基化酶失活（CCWGG），用于制備特定位點未甲基化的DNA，使用甲基化敏感的限制性酶進行酶切時需格外注意。

F-：不含F(xiàn)致育因子。

dcm：如上，B系菌株均帶有dcm基因型。

ompT：ompT基因突變導致外膜蛋白酶VII缺陷，減少重組外源蛋白的降解，可提高目的蛋白的表達量。

hsdS(rB-mB-)：菌株具有失活的原生限制/甲基化系統(tǒng)，避免外源DNA的降解。

gal：菌株不能直接利用半乳糖。

[malB+]κ-12(λS)：malB區(qū)域來源于E.coli K-12（K系菌株）。

適用質粒：大腸桿菌BL21表達大腸桿菌RNA聚合酶，適合依賴于大腸桿菌RNA聚合酶的質粒載體，如pGEX、pMAL等。小伙伴們要注意了，BL21菌株不表達T7 RNA聚合酶，不適合T7啟動子；常用的原核表達載體pET系列是T7啟動子，不能與BL21菌株配套使用。

（2）大腸桿菌BL21(DE3)

大腸桿菌BL21(DE3)基因型為B F-OmpT hsdS B(rB-mB-)gal dcm[malB+]κ-12(λS)(DE3)，是被λ噬菌體DE3溶原化獲得的BL21衍生菌株，DE3區(qū)域包括由lacUV5啟動子控制的T7 RNA聚合酶基因與lac阻遏蛋白過表達突變基因，通過IPTG誘導目的蛋白表達。

適用質粒：大腸桿菌BL21(DE3)基于T7啟動子和非T7啟動子的質粒載體，包括pET系列、pGEX和pMAL。

大腸桿菌BL21(DE3)是一般蛋白表達的常用宿主，存在一定的本底表達，因此不適用于毒性蛋白的表達。

（3）大腸桿菌BL21 Star(DE3)

大腸桿菌BL21 Star(DE3)基因型為B F-ompT hsdSB(rB-mB-)gal dcm rne131(DE3)，增加了rne131突變（RNase E編碼基因），導致RNase E表達缺陷，可以增強mRNA穩(wěn)定性，提高外源蛋白表達量。

適用質粒：大腸桿菌BL21 Star(DE3)適用基于T7啟動子和非T7啟動子的質粒載體，包括pET系列、pGEX和pMAL。

大腸桿菌BL21 Star(DE3)用于一般蛋白的表達，不建議表達毒性蛋白。