پيشرفت‌ها و چالش‌هاي افزايش بيان پروتئين نوتركيب در اشرشياكلي

Advances and challenges in recombinant protein expression in Escherichia coli

باكتري اشرشياكلي مهم­ترين باكتري است، كه در فرآيند كلونينگ و بيان پروتئين، مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از اين تحقيق جمع‌­بندي مقالات فراواني كه در زمينه بيان پروتئين در اشريشياكلي (E.coli) چاپ شده است است. در مطالعه­ هاي صورت گرفته، محققين در پروژه ­هاي جديد به دنبال به‌دست آوردن پروتئين خالص هستند كه در سطح تئوري مراحل به­ دست آوردن پروتئين نوتركيب بسيار آسان است اما در عمل مشكلات بسيار زيادي از جمله رشد ضعيف ميزبان، تشكيل انكلوزيوني، فعال نبودن پروتئين و حتي عدم توليد پروتئين در مسير وجود دارد. جهت افزايش بيان پروتئين، عواملي نظير ميزبان مناسب، بهينه‌سازي شرايط تخمير، ساخت وكتور، تنظيمات رونويسي، ماركر انتخابي، برچسب‌هاي تمايلي، عوامل مؤثري هستند. قابليت هدف گيري پروتئين توليد شده به سيتوپلاسم، پري پلاسم، غشاهاي خارجي و داخلي و محيط رشد، اعطاي توانايي برخي اصلاحات پس از ترجمه به سلول‌هاي پروكاريوت با تكنيك‌هايي ميسر مي‌گردد. لذا كليد اصلي براي بيان موفقيت آميز پروتئين‌هاي نوتركيب در باكتري اشريشياكلي تركيبي از دستكاري ماهرانه‌ اجزاي جعبه ابزار گسترده ژنتيكي است.

Escherichia coli is the first bacteria on which cloning and protein expression are carried out. The purpose of this study was to summarize the numerous articles published in the field of protein expression in Escherichia coli. In studies, researchers in a new project require the production of pure protein, which at the theory level is easy to obtain a recombinant protein, but there are virtually many problems, including low growth of host, formation of inclusion, protein not being active, and there is even no protein production in the exprimental scale. To enhance the expression of the protein, factors such as suitable host, vector design, transcriptional settings, selective markers, and reluctant labels are effective. There are a range of fusion proteins that can effect on accurate folding, solubility, and proteolytic resistance. Also the ability to target produced proteins to cytoplasm, periplasm, membranes and the culture medium, and some techniques grant the ability of post translational modifications in prokaryotic cells. Therefore, the key to the successful expression of recombinant proteins in E. coli is a combination of expert manipulation of the components of a broad genetic apparatus.