菌株活化原始记录（原核表达菌株的选择及菌种保存需知）

从生物通上看到一篇文章，介绍原核表达菌株的选择。文章很好，是生物通从Merck（Novagen隶属Merck旗下）的网站上编译而成的。这里摘取其中我认为重要的地方，并添加了一些EMD (Emanuel Merck Darmstadt)原网站上的内容。仅供参考。

在原核蛋白表达过程中，选择构建一个合适原核表达体系需要综合考虑3大因素：表达载体、宿主菌株、表达诱导条件,以获得最满意的表达效果。（如上图）

事实上，在平时的实验中，最容易被忽视的就是宿主菌的选择——多数人会直接选择自己实验室曾经用过的表达菌株，或者是载体配套的菌株，而不去追究原因——即使表达结果不佳，大多在表达条件和载体上找原因，也不会考究菌株的选择是否适合。

宿主细胞对原核表达可能会产生哪些影响呢？

菌株内源的蛋白酶过多，可能会造成外源表达产物的不稳定，所以一些蛋白酶缺陷型菌株往往成为理想的起始表达菌株。堪称经典的BL21系列就是lon和ompT蛋白酶缺陷型，也是我们非常熟悉的表达菌株。大名鼎鼎的BL21(DE3)融源菌则是添加T7聚合酶基因，为T7表达系统而设计。

真核细胞偏爱的密码子和原核系统有不同，因此，在用原核系统表达真核基因的时候，真核基因中的一些密码子对于原核细胞来说可能是稀有密码子，从而导致表达效率和表达水平很低。改造基因是比较麻烦的做法，Rosetta 2系列就是更好的选择——这种携带pRARE2质粒的BL21衍生菌，补充大肠杆菌缺乏的七种（AUA, AGG, AGA, CUA, CCC, GGA 及CGG）稀有密码子对应的 tRNA，提高外源基因、尤其是真核基因在原核系统中的表达水平。（已经携带有氯霉素抗性质粒）

当要表达的蛋白质需要形成二硫键以形成正确的折叠时，可以选择K–12衍生菌Origami 2系列，thioredoxin reductase (trxB) 和glutathione reductase (gor)两条主要还原途径双突变菌株，显著提高细胞质中二硫键形成几率，促进蛋白可溶性及活性表达。（卡那霉素敏感）

Rosetta-gami 2则是综合上述两类菌株的优点，既补充7种稀有密码子，又能够促进二硫键的形成，帮助表达需要借助二硫键形成正确折叠构象的真核蛋白。（卡那霉素敏感）

Origami B是衍生自 lacZY突变的 BL21菌株，这个突变能根据IPTG的浓度精确调节表达产物，使得表达产物量呈现IPTG浓度依赖性。（四环素敏感）

重组质粒和菌株的保存建议

在实验室里保存重组菌株的时候，为了挑菌和传代方便，我们常用LB平板保存在4℃冰箱中，需要提质粒和表达接种的时候，就直接从平板上挑菌，但是这种方法对于重组质粒的稳定性不利，容易出现质粒丢失、表达水平不稳定、菌株退化乃至发生污染等情况。 我们建议：

1、 长期存放菌株和pET重组子应该存在甘油－70℃保种。但是要注意高浓度甘油(> 10%)会导致质粒不稳定。请尽量保持甘油浓度8％。（15%浓度的甘油保种液和新鲜菌液1:1就行）2、重组质粒不宜长期保存于表达菌株（带DE3的大肠杆菌）中，请尽量使用带有recA endA突变的克隆菌株（比如C600，DH5a）进行质粒抽提和保存质粒。表达型的菌株提质粒经常会有质量不高或者背景的问题。