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酵母表达系统及其应用 集美大学生物工程学院 2011级研究生 微生物专业 陈丽娜 学号：2011227006 摘要 酵母表达系统是研究真核蛋白质表达和分析的有力工具，拥有转录后加工修饰功能，适合于稳定表达有功能的外源蛋白质。与昆虫表达系统和哺乳动物表达系统相比，酵母表达系统操作简便，成本低廉，可大规模进行发酵，是表达真核基因产物的制备工具，越来越受到了人们的青睐。 关键词 酵母表达系统 基因 外源表达 应用 Yeast Expression Systems and its Application Biological Engineering College of Jimei University Lina Chen Student Number : 2011227006 Abstract Yeast expression system is a powerful tool that used to research and analyse the expression of eukaryotic protein. It has the function on processing and modifying after transcription so that it suits to express exogenous functional protein stably. Compared with insects expression system and mammals expression system, yeast expression system is easy and simple to handle, much cheaper so it can be performed in large fermentation and it is a preparation tool on expressing eukaryotic gene. It gets more and more favour of people. Keywords Yeast expression system gene foreign expression application 引言 随着基因组研究迅速发展，越来越多的新基因被克隆和分离，基因功能的研究已成为 21 世纪生命科学领域中的重大课题。基因表达技术是基因工程技术的核心[1]。分子生物学技术的发展为利用生物反应器生产外源蛋白提供了许多方法和手段。到目前为止，已发展出了大肠杆菌、酵母、昆虫、哺乳动物细胞等多种蛋白表达系统，其中酵母表达系统是最近发展起来的新型表达系统。酵母，一般是指以芽殖为主，形态结构简单的一类真菌。主要分布于子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门。随着分子生物学技术的发展，利用微生物表达系统生产外源基因产物已成为可能[2]。酵母作为单细胞真核生物，具有操作简单，可表达真核基因产物等优点，越来越受到了人们的青睐，而且可大规模发酵，是最理想的重组真核蛋白质生产制备用工具。 酵母表达系统的特点 大肠杆菌表达系统是常用的外源基因表达系统，人们已利用该系统表达了多种蛋白。大肠杆菌基因结构简单，易于进行基因操作，而且它生长迅速，周期短，营养需求简单，适于工业化生产。但同时该系统还存在很多缺陷。它是原核表达系统，缺少真核生物的翻译后加工过程，产生的外源基因产物往往无活性，它表达的蛋白多以包含体形式存在，需要经过复性，过程复杂，它产生的杂蛋白较多，不易纯化，所以产物中有可能会含有原核细胞中的有毒蛋白或有抗原性的蛋白。昆虫细胞表达系统和哺乳动物细胞表达系统都是真核细胞表达系统，它们可以进行多种蛋白的转录后加工，很适合于真核基因的表达。但是，它们遗传背景复杂，操作困难，易污染，生产成本高，所以并不利于实际应用[2,3]。 酵母是单细胞低等真核生物，因而其表达系统兼有上面两种表达系统的优势：一是，酵母是一种单细胞低等真核生物，培养条件普通，生长繁殖速度迅速，能耐受较高的流体静压，用于表达基因工程产品时，可以大规模生产，有效降低了生产成本。二是，酵母表达外源基因具有一定的翻译后加工能力，收获的外源蛋白质具有一定程度上的折叠加工和糖基化修饰，性质较原核表达的蛋白质更加稳定，特别适合于表达真核生物基因和制备有功能的表达蛋白质。某些酵母表达系统具有外分泌信号序列，能够将所表达的外源蛋白质分泌到细胞外，因此很容易纯化[4]。所以近年来，酵母表达系统已广泛应用于工业生产，为社会创造了极大的经济效益。 2. 常用酵母表达系统 酵母一般可分成三大类：(1) 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，又称面包酵母；(2) 粟酒裂殖酵母(Schizosa