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... chết tế bào, không mọc khuẩn lạc tái tổ hợp, protein ở thể không tan, protein

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