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我的基因密碼子優(yōu)化了,蛋白還是不表達(dá)!

作者:福因德科技(武漢)有限公司 2025-07-22T00:00 (訪問量:27149)

今天接到一個網(wǎng)友的求助,說看了我之前的文章大腸桿菌不表達(dá)怎么辦?我在文章中所說的那些問題都注意到了,但是蛋白還是不表達(dá),她還特意強(qiáng)調(diào)了“密碼子作了優(yōu)化”。
這里要插一句:我的那篇文章很多人攢點,也有人提出誠懇的意見。
“談到的載體技巧都是些簡單的經(jīng)驗之說,不要上升到知識,誤導(dǎo)初學(xué)者”
首先要說明,專業(yè)系統(tǒng)的知識教科書上都有,就是這些“野路子”也許可以解決一些問題,從小母親常說:“草頭方治大病”,更何況我也是科班出身,對于初學(xué)者來說講生澀的理論知識那豈不是欺負(fù)人?
我的經(jīng)驗告訴我,在遇到蛋白不表達(dá)時候,密碼子優(yōu)化和更換載體(更換標(biāo)簽)比更換表達(dá)宿主菌更有效,更容易解決問題。當(dāng)然了,蛋白不表達(dá)問題多多,這里不抬杠!
我先講今天的案例:網(wǎng)友強(qiáng)調(diào)了:“做了密碼子優(yōu)化”。我讓她把序列發(fā)給我看看,我將她的序列往www.jcat.de這個網(wǎng)站一輸入。選擇大腸桿菌這個物種,對于BL21或者BL21(DE3)來說,一般選擇紅框里的兩個,如果你想問我為什么?請在評論區(qū)留言!
結(jié)果如下:我們可以看到原始基因的CAI值分別是0.26857和0.2878785
我將這個截圖發(fā)給網(wǎng)友看了,網(wǎng)友說公司確實做了密碼子優(yōu)化,我斬釘截鐵地:“這個應(yīng)該是沒有做過優(yōu)化過,或者優(yōu)化時候所選擇的宿主物種不對,或者所使用的優(yōu)化軟件有問題。”雖然市面上的密碼子優(yōu)化軟件五花八門,但是經(jīng)過軟件優(yōu)化的基因在其他軟件上的CAI值都不會太低,因為密碼子優(yōu)化軟件第一首要考慮的因素是密碼子在宿主中的使用頻率(偏好性)。
所以,我們講密碼子優(yōu)化時,一定講清楚針對什么物種的宿主。
“我密碼子優(yōu)化做對了,蛋白就一定能表達(dá)了?”別抬杠,制約蛋白質(zhì)表達(dá)的因素太多了。

下班回家的路上,我一直在思考:對于剛接觸這個領(lǐng)域的朋友,用什么比喻才能讓他們更容易理解宿主表達(dá)蛋白的過程呢?

靈光一現(xiàn),有了!

不同的宿主細(xì)胞,就像來自不同地區(qū)的人,各自說著獨特的“方言”(即密碼子使用偏好)。雖然大部分“語言”(遺傳密碼)是共通的,彼此能聽懂,但總有一些特定的“詞匯”或“說法”(稀有密碼子),會讓對方完全摸不著頭腦。

 

想讓宿主細(xì)胞忠實執(zhí)行你的指令去表達(dá)蛋白,第一步就是要讓它“聽懂”——你必須用它能理解的“方言”(合適的密碼子)來下達(dá)指令。經(jīng)過密碼子優(yōu)化的基因,就好比內(nèi)容本身沒問題了。但如果你“態(tài)度”不好、“禮數(shù)”不周(表達(dá)載體設(shè)計不佳),宿主照樣會“不理你”。這里的“態(tài)度”和“禮數(shù)”,指的就是基因“安置”的規(guī)范性,比如啟動子的選擇是否匹配,終止子、核糖體結(jié)合位點等表達(dá)元件(表達(dá)框)的搭配是否合理。

 

這些都安排妥當(dāng)了,你還得提供“好酒好菜”(適宜的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件)招待它,讓它“吃好喝好”(營養(yǎng)充足),處于最舒適、最“愉悅”(生理狀態(tài)最佳)的狀態(tài)。

 

即使你前面都做到了,最終能否成功表達(dá)出理想的蛋白,還要看宿主細(xì)胞自身的“能力”(如代謝狀態(tài)、折疊能力),以及目標(biāo)蛋白本身的“性格”(如是否易聚集、是否對宿主有毒性等)。

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