什么是蛋白包涵体?它的具体作用有哪些?

普健生物 http://kx.atagenix.cn/ 2022-05-30 

包涵体(Inclusion Body)是外源基因在原核细胞中表达时,尤其是在大肠杆菌中高效表达时,形成的由膜包裹的高密度(1.3 mg/ml)不溶性蛋白质颗粒

  包涵体(Inclusion Body)是一种外源基因在原核细胞中表达时(尤其是在大肠杆菌中),形成的一种由膜包裹的高密度(1.3 mg/ml)不溶性蛋白质颗粒,通过显微镜观察时其为高折射区,与胞质中的其他成分有着明显的区别。

  包涵体的50%以上都由重组蛋白组成,其余的成分一般为核糖体元件、RNA聚合酶、内毒素、外膜蛋白以及脂体、脂多糖等,只溶于变性剂(如尿素、盐酸胍等)之中。

  包涵体的大小在0.5-1 μm之间,大肠杆菌细胞质中的包涵体直径在0.2-1.5μm之间。当然了,凡事都有例外,某些包涵体的直径会比较大,甚至其直径会大于大肠杆菌的直径,造成大肠杆菌有出现一个突起。相对大一些的包涵体在光学显微镜下可以看到。一般来说,一个细胞有且仅有一个包涵体。因为包涵体不会吸附在细胞膜上,所以,在哪些高精度的电子显微镜下,其一般显示成多孔的结构。

  当然了,还有一种叫做病毒包涵体。

  在病毒增殖的过程中,寄主细胞会形成一种病变结构,其多为圆形、卵圆形或不定形。一般来说,这类绝大多数的蛋白包涵体是由一个完整的病毒颗粒或是尚未装配的病毒亚基聚集而成,只有少数的蛋白包涵体是宿主细胞对病毒感染的反应产物。有的位于细胞质中,而有的则位于细胞核中,或者是在细胞质和细胞核中都有。有的还具有特殊名称,如天花病毒包涵体叫顾氏(Guarnieri)小体,狂犬病毒包涵体叫内基氏(Negri)小体。

  细胞中的生物学活性蛋白常常会以可溶性或分子复合物的形式存在,功能性的蛋白一般都会折叠成特定的三维结构。而包涵体内的蛋白则是非折叠状态的聚集体,所以一般来说其不具备生物学活性。

  二、包涵体形成的主要原因

  一般来说,包涵体之所以会形成,主要是因为重组蛋白在表达的过程中因为缺乏某些折叠辅助因子或是因为其所处环境无法形成正确的次级键有关。

  1、表达量过高

  研究表明,在低表达时很少会形成包涵体,而表达量越高则越容易出现蛋白包涵体。据分析,可能是因为其合成的速度太快,导致其没有足够的时间来对蛋白进行折叠,导致二硫键无法正确配对,最终造成过多蛋白出现非特异性结合;

  2、氨基酸组成

  一般来说,重组蛋白时半胱氨酸越多则越容易形成包涵体,脯氨酸的含则与包涵体的数量呈正比。

  3、所处的环境

  温度过高或是胞内pH值接近蛋白的等电点时更容易形成包涵体。

  4、蛋白的来源

  重组蛋白是大肠杆菌的异源蛋白,由于缺乏真核生物蛋白翻译后修饰所需酶类,致使中间体大量积累,容易形成包涵体沉淀。因此有人采用共表达分子伴侣的方法以增加可溶蛋白的比例。

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