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タンパク質発現

CMVプロモーター哺乳類タンパク質発現ベクター

ゲノム、クローニング、および多くの分子生物学的技術の進歩により、研究者は、数多くの生物学的システムにおいて異種タンパク質を発現させることができるようになりました。組換えタンパク質を発現する能力は、研究者にさらなる研究のための広い範囲の強力な下流アプリケーションを提供します。小規模では、タンパク質の過剰発現は、タンパク質の機能を理解することを目的とした研究を容易にする可能性があります。 一方、大規模なタンパク質生産は、酵素、抗体、およびワクチンの生産に不可欠です。最適な細胞成長およびタンパク質発現の条件を決定することが、小規模および大規模タンパク質発現システムの両方に不可欠です。翻訳後修飾に必要とされるのが原核生物または真核生物の発現システムのいずれであっても、最適なタンパク質発現に必要なツールと試薬を主に決定づけるのは細胞タイプでしょう。


関連技術資料

関連プロトコル


タンパク質発現ベクター

発現ベクターまたはプラスミドは、標的タンパク質をコードする遺伝子をホストするツールとして、研究者によって一般的に使われているDNAの環状配列です。標的遺伝子を含むプラスミドは、後に、細胞に形質転換または導入されて、タンパク質を過剰発現させます。プラスミドは、クローニング、クローン選択、タンパク質発現、精製を促進するさまざまな有用な要素を含んでいます。それらの要素は、多重クローニング部位(MCS)、クローン選択に使用するための抗生物質耐性遺伝子、タンパク質同定および精製のためのユニークタグ、タンパク質発現を駆動するための強力なプロモーター領域を含みますが、それらに限定されません。これらの要素の多くが、具体的な用途のニーズやタンパク質発現に用いられる細胞タイプに応じて置き換え可能であるため、多様なタンパク質発現ベクターがあります。

細菌、哺乳類、および追加のタンパク質発現システム

たった数分という大腸菌(E. coli)における早い成長速度とプラスミド形質転換により、細菌は、組換えタンパク質の産生に役立つ生物になります。細菌タンパク質発現は、70S細菌リボソームの30Sおよび50Sリボソームサブユニットに依存します。プラスミドを含まない細胞の成長を阻止するために、抗生物質耐性遺伝子を含むプラスミドが、標的のタンパク質コード配列を含むプラスミドを組み込んだ細菌を同定して単離するための選択法として使用されます。追加の遺伝子シーケンシングが、遺伝子配列の存在を確認するためにしばしば必要となりますが、細菌のタンパク質合成をブロックする多くの抗生物質が、プラスミドを含まない細菌を除去するために一般的に使用されます。細菌に加えて、昆虫、酵母、哺乳類細胞株も、タンパク質発現によく使用されます。ただし、細菌とは異なり、真核生物の細胞株には、翻訳後修飾(グリコシル化など)を生成するための追加の分子機構が含まれており、タンパク質の機能と意味のある下流の分析に不可欠であることがよくあります。

組換えタンパク質発現アプリケーション

組換えタンパク質は、タンパク質発現プラスミド内にコードされ、最大のタンパク質発現/精製のために改変されているか、タンパク質機能を評価するために変異させたタンパク質です。タンパク質コード配列を追加、除去、改変できれば、単一のヌクレオチドだけであっても、研究者にとって、多様な基礎研究の疑問を研究し、健康な組織および病変組織の両方でのタンパク質機能を解明するための非常に強力なツールになります。組換えタンパク質発現技術の影響は、基礎研究への応用をはるかに超えて拡大し、生命を守る治療薬やワクチンの開発に欠かせないものです。