真核基因表達系統(tǒng)課件

第八章真核表達系統(tǒng)Chapter8Eukaryoticexpressionsystem第八章真核表達系統(tǒng)1內(nèi)容·概述(introduction)真核基因結構及表達調(diào)控特點(Featuresofeukaryoticgenestructureandregulation)·真核表達系統(tǒng)(eukaryoticgeneexpressionsystem)酵母表達系統(tǒng)(yeastexpressionsysten)哺乳動物細胞表達系統(tǒng)(mammaliancellexpression昆蟲細胞表達系統(tǒng)(insectcellexpression)內(nèi)容2第一節(jié)概述、真核基因組的復雜性二、原核表達系統(tǒng)的局限性三、真核表達系統(tǒng)的必要性及優(yōu)勢第一節(jié)概述3真核基因組的復雜性1.真核基因組巨大大腸桿菌基因組約4×106bp,哺乳類基因組在10%bp數(shù)量級大腸桿菌約有4000個基因,人則約有10萬個基因2.真核生物遺傳信息復雜核生物的基因組基本上是單倍體,而真核基因組是二倍真核生物主要的遺傳物質(zhì)與組蛋白等構成染色質(zhì),被包裹在核膜內(nèi),核外還有道傳成分(如線粒體DNA等),這就增加了基因表達調(diào)控的層次和復雜性。蕌真核基因組的復雜性43.真核生物基因協(xié)調(diào)表達細菌多數(shù)基因按功能相關成串排列,組成操縱子,共同開啟或關閉,轉(zhuǎn)錄出多順反子(polycistron)的mRNA真核生物則是一個結構基因轉(zhuǎn)錄生成一條mRNA,即mRNA是單順反子(monocistron),基本上沒有操縱子的結構冫真核細胞的許多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亞基構成的,這就涉及到多個基因協(xié)調(diào)表達的問題,真核生物基因協(xié)調(diào)表達要比原核生物復雜得多。3.真核生物基因協(xié)調(diào)表達54.真核生物基因編碼復雜原核基因組的大部分序列都為基因編碼,而核酸雜交等實驗表明:哺乳類基因組中僅約10%的序列為蛋白質(zhì)、rRNA、tRNA等編碼,其余約90%的序列功能至今還不清楚原核生物的基因為蛋白質(zhì)編碼的序列絕大多數(shù)是連續(xù)的,而真核生物為蛋白質(zhì)編碼的基因絕大多數(shù)是不連續(xù)的,即有外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron),轉(zhuǎn)錄后需經(jīng)剪接(splicing)去除內(nèi)含子,才能翻譯獲得完整的蛋白質(zhì),這就增加了基因表達調(diào)控的環(huán)節(jié)原核基因組中除rRNA、tRNA基因有多個拷貝外,重復序列不多。哺乳動物基因組中則存在大量重復序列(repetitivesequences)真核生物皿RNA5’有帽狀結構,3’末端有Po1yA尾巴PS外顯P外顯子L外顯子2顯子DNA4.真核生物基因編碼復雜6原核表達系統(tǒng)的局限性1、沒有轉(zhuǎn)錄后的剪接和加工系統(tǒng)2、缺乏翻譯后加工修飾系統(tǒng):不能進行糖基化、磷酸化、甲基化的修飾,影響某些蛋白的活性原核表達系統(tǒng)的局限性73、在原核細胞中表達的真核蛋白不穩(wěn)定易被細菌蛋白酶降解;難實現(xiàn)真正的分泌出胞,其產(chǎn)量很低;而且容易出現(xiàn)信號肽不被切割,或不在特異位置上切割。表達產(chǎn)物常以包涵體的形式存在,后期變性、復性的效率低4、內(nèi)毒素的污染(contaminationofendotoxin)3、在原核細胞中表達的真核蛋白不穩(wěn)定8真核表達系統(tǒng)的必要性及優(yōu)勢advantagesofeukaryoticexpressionsystem1.具轉(zhuǎn)錄后加工系統(tǒng):2.具翻譯后修飾系統(tǒng)3.可實現(xiàn)真正的分泌表達真核表達系統(tǒng)的必要性及優(yōu)勢9第二節(jié)真核基因表達調(diào)控特點FeaturesofEukaryoticgenestructureandexpression(一)真核基因表達調(diào)控特點多層次、多方面(二)真核基因表達的調(diào)控模式第二節(jié)真核基因表達調(diào)控特點10真核基因表達系統(tǒng)課件11真核基因表達系統(tǒng)課件12真核基因表達系統(tǒng)課件13真核基因表達系統(tǒng)課件14真核基因表達系統(tǒng)課件15真核基因表達系統(tǒng)課件16真核基因表達系統(tǒng)課件17真核基因表達系統(tǒng)課件18真核基因表達系統(tǒng)課件19真核基因表達系統(tǒng)課件20真核基因表達系統(tǒng)課件21真核基因表達系統(tǒng)課件22真核基因表達系統(tǒng)課件23真核基因表達系統(tǒng)課件24真核基因表達系統(tǒng)課件25真核基因表達系統(tǒng)課件26真核基因表達系統(tǒng)課件27真核基因表達系統(tǒng)課件28真核基因表達系統(tǒng)課件29真核基因表達系統(tǒng)課件30真核基因表達系統(tǒng)課件31真核基因表達系統(tǒng)課件32真核基因表達系統(tǒng)課件33真核基因表達系統(tǒng)課件34真核基因表達系統(tǒng)課件35真核基因表達系統(tǒng)課件36真核基因表達系統(tǒng)課件37真核基因表達系統(tǒng)課件38真核基因表達系統(tǒng)課件39真核基因表達系統(tǒng)課件40真核基因表達系統(tǒng)課件41真核基因表達系統(tǒng)課件42真核基因表達系統(tǒng)課件43真核基因表達系統(tǒng)課件44真核基因表達系統(tǒng)課件45真核基因表達系統(tǒng)課件46真核基因表達系統(tǒng)課件47真核基因表達系統(tǒng)課件48真核基因表達系統(tǒng)課件49真核基因表達系統(tǒng)課件50真核基因表達系統(tǒng)課件51真核基因表達系統(tǒng)課件52真核基因表達系統(tǒng)課件53真核基因表達系統(tǒng)課件54真核基因表達系統(tǒng)課件55真核基因表達系統(tǒng)課件56真核基因表達系統(tǒng)課件57真核基因表達系統(tǒng)課件58真核基因表達系統(tǒng)課件59真核基因表達系統(tǒng)課件60真核基因表達系統(tǒng)課件61真核基因表達系統(tǒng)課件62真核基因表達系統(tǒng)課件63真核基因表達系統(tǒng)課件64真核基因表達系統(tǒng)課件65真核基因表達系統(tǒng)課件66真核基因表達系統(tǒng)課件67真核基因表達系統(tǒng)課件68真核基因表達系統(tǒng)課件69真核基因表達系統(tǒng)課件70真核基因表達系統(tǒng)課件71真核基因表達系統(tǒng)課件72真核基因表達系統(tǒng)課件73真核基因表達系統(tǒng)課件74真核基因表達系統(tǒng)課件75真核基因表達系統(tǒng)課件76真核基因表達系統(tǒng)課件77真核基因表達系統(tǒng)課件78真核基因表達系統(tǒng)課件79真核基因表達系統(tǒng)課件80真核基因表達系統(tǒng)課件81真核基因表達系統(tǒng)課件82真核基因表達系統(tǒng)課件83真核基因表達系統(tǒng)課件84真核基因表達系統(tǒng)課件85真核基因表達系統(tǒng)課件86真核基因表達系統(tǒng)課件87真核基因表達系統(tǒng)課件88真核基因表達系統(tǒng)課件89真核基因表達系統(tǒng)課件90真核基因表達系統(tǒng)課件91真核基因表達系統(tǒng)課件92真核基因表達系統(tǒng)課件93真核基因表達系統(tǒng)課件94真核基因表達系統(tǒng)課件95真核基因表達系統(tǒng)課件96真核基因表達系統(tǒng)課件97第八章真核表達系統(tǒng)Chapter8Eukaryoticexpressionsystem第八章真核表達系統(tǒng)98內(nèi)容·概述(introduction)真核基因結構及表達調(diào)控特點(Featuresofeukaryoticgenestructureandregulation)·真核表達系統(tǒng)(eukaryoticgeneexpressionsystem)酵母表達系統(tǒng)(yeastexpressionsysten)哺乳動物細胞表達系統(tǒng)(mammaliancellexpression昆蟲細胞表達系統(tǒng)(insectcellexpression)內(nèi)容99第一節(jié)概述、真核基因組的復雜性二、原核表達系統(tǒng)的局限性三、真核表達系統(tǒng)的必要性及優(yōu)勢第一節(jié)概述100真核基因組的復雜性1.真核基因組巨大大腸桿菌基因組約4×106bp,哺乳類基因組在10%bp數(shù)量級大腸桿菌約有4000個基因,人則約有10萬個基因2.真核生物遺傳信息復雜核生物的基因組基本上是單倍體,而真核基因組是二倍真核生物主要的遺傳物質(zhì)與組蛋白等構成染色質(zhì),被包裹在核膜內(nèi),核外還有道傳成分(如線粒體DNA等),這就增加了基因表達調(diào)控的層次和復雜性。蕌真核基因組的復雜性1013.真核生物基因協(xié)調(diào)表達細菌多數(shù)基因按功能相關成串排列,組成操縱子,共同開啟或關閉,轉(zhuǎn)錄出多順反子(polycistron)的mRNA真核生物則是一個結構基因轉(zhuǎn)錄生成一條mRNA,即mRNA是單順反子(monocistron),基本上沒有操縱子的結構冫真核細胞的許多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亞基構成的,這就涉及到多個基因協(xié)調(diào)表達的問題,真核生物基因協(xié)調(diào)表達要比原核生物復雜得多。3.真核生物基因協(xié)調(diào)表達1024.真核生物基因編碼復雜原核基因組的大部分序列都為基因編碼,而核酸雜交等實驗表明:哺乳類基因組中僅約10%的序列為蛋白質(zhì)、rRNA、tRNA等編碼,其余約90%的序列功能至今還不清楚原核生物的基因為蛋白質(zhì)編碼的序列絕大多數(shù)是連續(xù)的,而真核生物為蛋白質(zhì)編碼的基因絕大多數(shù)是不連續(xù)的,即有外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron),轉(zhuǎn)錄后需經(jīng)剪接(splicing)去除內(nèi)含子,才能翻譯獲得完整的蛋白質(zhì),這就增加了基因表達調(diào)控的環(huán)節(jié)原核基因組中除rRNA、tRNA基因有多個拷貝外,重復序列不多。哺乳動物基因組中則存在大量重復序列(repetitivesequences)真核生物皿RNA5’有帽狀結構,3’末端有Po1yA尾巴PS外顯P外顯子L外顯子2顯子DNA4.真核生物基因編碼復雜103原核表達系統(tǒng)的局限性1、沒有轉(zhuǎn)錄后的剪接和加工系統(tǒng)2、缺乏翻譯后加工修飾系統(tǒng):不能進行糖基化、磷酸化、甲基化的修飾,影響某些蛋白的活性原核表達系統(tǒng)的局限性1043、在原核細胞中表達的真核蛋白不穩(wěn)定易被細菌蛋白酶降解;難實現(xiàn)真正的分泌出胞,其產(chǎn)量很低;而且容易出現(xiàn)信號肽不被切割,或不在特異位置上切割。表達產(chǎn)物常以包涵體的形式存在,后期變性、復性的效率低4、內(nèi)毒素的污染(contaminationofendotoxin)3、在原核細胞中表達的真核蛋白不穩(wěn)定105真核表達系統(tǒng)的必要性及優(yōu)勢advantagesofeukaryoticexpressionsystem1.具轉(zhuǎn)錄后加工系統(tǒng):2.具翻譯后修飾系統(tǒng)3.可實現(xiàn)真正的分泌表達真核表達系統(tǒng)的必要性及優(yōu)勢106第二節(jié)真核基因表達調(diào)控特點FeaturesofEukaryoticgenestructureandexpression(一)真核基因表達調(diào)控特點多層次、多方面(二)真核基因表達的調(diào)控模式第二節(jié)真核基因表達調(diào)控特點107真核基因表達系統(tǒng)課件108真核基因表達系統(tǒng)課件109真核基因表達系統(tǒng)課件110真核基因表達系統(tǒng)課件111真核基因表達系統(tǒng)課件112真核基因表達系統(tǒng)課件113真核基因表達系統(tǒng)課件114真核基因表達系統(tǒng)課件115真核基因表達系統(tǒng)課件116真核基因表達系統(tǒng)課件117真核基因表達系統(tǒng)課件118真核基因表達系統(tǒng)課件119真核基因表達系統(tǒng)課件120真核基因表達系統(tǒng)課件121真核基因表達系統(tǒng)課件122真核基因表達系統(tǒng)課件123真核基因表達系統(tǒng)課件124真核基因表達系統(tǒng)課件125真核基因表達系統(tǒng)課件126真核基因表達系統(tǒng)課件127真核基因表達系統(tǒng)課件128真核基因表達系統(tǒng)課件129真核基因表達系統(tǒng)課件130真核基因表達系統(tǒng)課件131真核基因表達系統(tǒng)課件132真核基因表達系統(tǒng)課件133真核基因表達系統(tǒng)課件134真核基因表達系統(tǒng)課件135真核基因表達系統(tǒng)課件136真核基因表達系統(tǒng)課件137真核基因表達系統(tǒng)課件138真核基因表達系統(tǒng)課件139真核基因表達系統(tǒng)課件140真核基因表達系統(tǒng)課件141真核基因表達系統(tǒng)課件142真核基因表達系統(tǒng)課件143真核基因表達系統(tǒng)課件144真核基因表達系統(tǒng)課件145真核基因表達系統(tǒng)課件146真核基因表達系統(tǒng)課件147真核基因表達系統(tǒng)課件148真核基因表達系統(tǒng)課件149真核基因表達系統(tǒng)課件150真核基因表達系統(tǒng)課件151真核基因表達系統(tǒng)課件152真核基因表達系統(tǒng)課件153真核基因表達系統(tǒng)課件154真核基因表達系統(tǒng)課件155真核基因表達系統(tǒng)課件156真核基因表達系統(tǒng)課件157真核基因表達系統(tǒng)課件158真核基因表達系統(tǒng)課件159真核基因表達系統(tǒng)課件160真核基因表達系統(tǒng)課件161真核基因表達系統(tǒng)課件162真核基因表達系統(tǒng)課件163真核基因表達系統(tǒng)課件164真核基因表達系統(tǒng)課件165真核基因表達系統(tǒng)課件166真核基因表達系統(tǒng)課件167真核基因表達系統(tǒng)課件168真核基因表達系統(tǒng)課件169真核基因表達系統(tǒng)課件170真核基因表達系統(tǒng)課件171真核基因表達系統(tǒng)課件172真核基因表達系統(tǒng)課件173真核基因表達系統(tǒng)課件174真核基因表達系統(tǒng)課件1