Lựa chọn hệ biểu hiện để sản xuất protein ở vi khuẩn pptx

Trong những năm gần đây, kỹ thuật sản xuất protein tái tổ hợp trong các hệ thống sinh học ngày càng được ứng dụng rộng rãi và thường xuyên. Trong đó, các "nhà máy" vi khuẩn thường được lựa chọn do chi phí thấp, sinh khối lớn và tốc độ sản xuất nhanh. Hầu hết các phòng thí nghiệm sinh học phân tử đều giữ ít nhất một chủng E. coli biểu hiện trong tủ lạnh sâu. Và không chỉ tất cả các nghiên cứu viên trong lab đều quen thuộc mà cả các sinh viên khi lên thực tập cũng được giới thiệu kỹ thuật này. Vì rằng mỗi thí nghiệm có một mục đích biểu hiện khác nhau nên thường không có quy trình chuẩn duy nhất. Và gần như đã thành thông lệ, những "nghệ sĩ" biểu hiện luôn phải đối mặt với những kết quả thất bại do chết tế bào, không mọc khuẩn lạc tái tổ hợp, protein ở thể không tan, protein bị bất hoạt, lượng protein tạo ra hoặc hoạt tính enzyme của protein thấp hoặc không có. Vậy khi đó chúng ta phải làm gì và bắt đầu giải quyết từ đâu? Tất nhiên là sẽ có rất nhiều con đường cùng dẫn đến thành Roma nhưng đâu là con đường đơn giản và dễ dàng nhất vì chúng ta rất dễ đi nhầm vào một con đường vừa dài, chông gai và đôi khi hơi cay đắng nữa. Xem lại trình tự protein quan tâm Mã di truyền với 61 codon nhưng lượng tRNA của mỗi loại không giống nhau ở các loài sinh vật Để tránh một con đường chông gai và cay đắng thì cách tốt nhất là hãy cùng kiểm tra lại trình tự protein quan tâm và sau đó thì lựa chọn hệ thống biểu hiện phù hợp cho nó. Rất nhiều protein từ sinh vật eukaryote chỉ có hoạt tính khi ở dạng đường hóa (glycosylated). Thông thường, các hệ thống biểu hiện ở vi khuẩn không có khả năng đường hóa protein. Nếu protein mà bạn quan tâm đòi hỏi phải được chế biến sau dịch mã mới có hoạt tính thì chắc chắn hệ biểu hiện ở vi khuẩn không thể là giải pháp. Bạn hãy thử với những hệ thống biểu hiện ở nấm men, nấm sợi, tế bào côn trùng hoặc động vật. Một vấn đề then chốt trong kỹ thuật biểu hiện chính là khả năng mã (codon usage). Trước khi bắt tay vào thí nghiệm, bạn nên so sánh khả năng mã của vật chủ với thành phần codon trong gene mã hóa protein quan tâm. Những codon hiếm như AGG, AGA, CUA, AUA, CCC và GGA sẽ là những trở ngại khi cố gắng biểu hiện trong tế bào E. coli. Mỗi amino acid có thể được mã hóa bởi nhiều hơn một codon và đối với mỗi loài sinh vật, hệ thống di truyền thường ưa thích một số codon này hơn những codon còn lại trong tất cả 61 codon có khả năng mã hóa. Trong từng tế bào, số lượng của mỗi thành phần RNA vận chuyển có liên quan chắt chẽ đến khả năng mã của mRNA có tính đặc trưng loài. Khi muốn sản xuất lượng lớn protein trongE. coli từ một mRNA khác biệt về khả năng mã của vật chủ, lượng sản phẩm protein tạo ra sẽ không thể nhiều bằng những protein khác được biểu hiện trong cùng hệ thống do tế bào không đủ một hoặc một số tRNA nhất định. Việc thiếu tRNA này có thể làm dừng quá trình dịch mã giữa chừng hoặc làm lệch khung đọc dẫn đến thay đổi trình tự amino acid trong sản phẩm protein. Quá trình tối ưu hóa khả năng mã hoặc hóa tổng hợp gene cấu trúc có thể khắc phục được sự khác biệt này. Việc tổng hợp hóa học một gene ngày nay đã khá thuận tiện và giá thành có thể xuống đến 1 dolla một cặp nucleotide. Trong ngành công nghệ dược phẩm, kỹ thuật này đã được sử dụng triệt để và dường như việc áp dụng kỹ thuật này rộng rãi trong các phòng nghiên cứu chỉ là vấn đề thời gian. . các hệ thống biểu hiện ở vi khuẩn không có khả năng đường hóa protein. Nếu protein mà bạn quan tâm đòi hỏi phải được chế biến sau dịch mã mới có hoạt tính thì chắc chắn hệ biểu hiện ở vi khuẩn. những "nghệ sĩ" biểu hiện luôn phải đối mặt với những kết quả thất bại do chết tế bào, không mọc khuẩn lạc tái tổ hợp, protein ở thể không tan, protein bị bất hoạt, lượng protein tạo. cùng kiểm tra lại trình tự protein quan tâm và sau đó thì lựa chọn hệ thống biểu hiện phù hợp cho nó. Rất nhiều protein từ sinh vật eukaryote chỉ có hoạt tính khi ở dạng đường hóa (glycosylated).