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談起包涵體，你的第一反應(yīng)是什么？不溶、無活性？表達失?。?/p>
其實你可能對蛋白包涵體有偏見哦~
包涵體(Inclusion Body)是外源基因在原核細胞中表達時，尤其是在大腸桿菌中高效表達時，形成的由膜包裹的高密度不溶性蛋白質(zhì)顆粒，在顯微鏡下觀察時為高折射區(qū)，與胞質(zhì)中其他成分有明顯區(qū)別。
在原核表達系統(tǒng)中，基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯是同步進行的，即邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。
蛋白折疊理論認為核糖體上翻譯形成的多肽鏈從線性結(jié)構(gòu)到天然高級結(jié)構(gòu)的折疊過程中要經(jīng)歷一種中間體形式，因而翻譯速率、折疊速率就在很大程度上影響了蛋白的表達形式。當(dāng)?shù)鞍椎姆g速率遠大于折疊速率時就容易形成不穩(wěn)定或者錯誤折疊的空間構(gòu)象，這樣的蛋白或者被蛋白酶識別后降解，或者形成穩(wěn)定的、不易被降解的聚集體，即傳統(tǒng)意義上不溶的、無生物活性的的包涵體; 而折疊正確的蛋白就以可溶性形式存在。
實際上，蛋白在邊合成邊折疊的過程中由于完全或不完全的折疊形成了許多折疊中間態(tài)，即功能性包涵體，包括天然構(gòu)象的（圖1中紅色）、功能性亞單位（圖1中綠色）和錯誤折疊構(gòu)象的（圖1中藍色）。功能性包涵體不同于傳統(tǒng)包涵體，它具有生物功能可以直接被應(yīng)用或通過非變性條件提取活性蛋白。包涵體中天然的構(gòu)象部分也可以被一起提取出來，不經(jīng)過變復(fù)性過程。
圖1. 包涵體形成機制
盡管外源蛋白質(zhì)表達為不可溶形式的包涵體會造成后續(xù)處理困難，但包涵體的形成對于快速方便地純化目標(biāo)蛋白具有很大的優(yōu)勢。
1. 蛋白的高水平表達，一般至少占據(jù)30%的細胞總蛋白；
2. 快速方便的分離純化；
3. 蛋白穩(wěn)定性高；
4. 有效防止被細胞內(nèi)蛋白酶的降解；
5. 包涵體內(nèi)目標(biāo)蛋白的純度高，減少后續(xù)處理步驟。
事實上，重組蛋白表達為包涵體已成為商業(yè)化蛋白生產(chǎn)的重要技術(shù)手段。對于一些需要蛋白免疫動物制備WB類用途的抗體實驗來說，包涵體也是一個非常不錯的選擇。此外，包涵體顆粒大小可控，具有良好的穩(wěn)定性和孔隙率，是納微技術(shù)研究的最好材料，廣泛應(yīng)用在組織工程、再生醫(yī)學(xué)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
