目的基因表達(dá)

關(guān)于目的基因表達(dá)第1頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三原核生物基因的表達(dá)調(diào)控原核生物的主要轉(zhuǎn)錄調(diào)控方式原核細(xì)胞表達(dá)體系與表達(dá)載體真核細(xì)胞表達(dá)體系展示表達(dá)技術(shù)第2頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三1.原核生物基因的表達(dá)調(diào)控（1）染色體DNA特點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)簡潔有效，無多余序列，必須利用少量的DNA序列充分存儲必要的遺傳信息（操縱子、重疊基因）一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)（ori），一個(gè)復(fù)制終點(diǎn)（ter）（2）基因表達(dá)特點(diǎn)1種RNA聚合酶，多種σ因子，通過調(diào)控σ因子的表達(dá)來調(diào)控不同種類基因表達(dá)

E.coli有7種σ70(housekeeping),σH,σE,σS,σN,σF,σFecI轉(zhuǎn)錄與翻譯同時(shí)進(jìn)行，無轉(zhuǎn)錄后加工，翻譯后加工方式簡單（酶原）啟動子的重要保守區(qū)-35、-16、-10區(qū)等，RBS序列（SD序列與起始密碼子間隔3·9個(gè)堿基）

（3）基因表達(dá)調(diào)節(jié)特點(diǎn)

調(diào)控層次少：酶活調(diào)節(jié)-轉(zhuǎn)錄和翻譯調(diào)節(jié)-總體調(diào)控以轉(zhuǎn)錄調(diào)控為主，簡單而快速（mRNA半衰期比蛋白質(zhì)短，重新合成RNA在能耗上也比重新合成蛋白質(zhì)少）☆☆☆第3頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第4頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三2.原核生物的主要轉(zhuǎn)錄調(diào)控方式主要方式有：誘導(dǎo)、激活、阻遏、弱化、Riboswitch調(diào)控（核糖核酸開關(guān)）（1）誘導(dǎo)+激活：lac操縱子的表達(dá)調(diào)控CellnumbersGlucoseLactose葡萄糖>乳糖二次生長現(xiàn)象:葡萄糖被優(yōu)先利用，被基本耗盡時(shí)，細(xì)胞開始合成有關(guān)利用乳糖的酶（生長停滯期），將乳糖運(yùn)入胞內(nèi)后繼續(xù)生長。GlucoseLactoseCellnumberssugarconcentrationCataboliteRepression(alsocalledglucoserepression)★第5頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三底物誘導(dǎo)誘導(dǎo)物乳糖（或異乳糖）缺乏時(shí)，lacI編碼的阻遏物具有活性，和操縱基因lacO結(jié)合后關(guān)閉轉(zhuǎn)錄，起負(fù)調(diào)控作用存在誘導(dǎo)物乳糖（或異乳糖）時(shí)，誘導(dǎo)物充當(dāng)輔阻遏物，和阻遏蛋白結(jié)合使其失活，轉(zhuǎn)錄起始(效率低）,在cAMP-CRP結(jié)合在DNA的前提下，高效轉(zhuǎn)錄CRP：cyclicAMPReceptorProtein是乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄的正調(diào)節(jié)物（或者CAP)★第6頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三

激活葡萄糖濃度高時(shí)，細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度很低，CRP無法被激活，即使阻遏蛋白LacI失活，操縱子也不能高表達(dá)葡萄糖濃度低造成cAMP的大量生成，從而激活CRP啟動轉(zhuǎn)錄，起正調(diào)控作用★第7頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（2）阻遏:Trp操縱子阻遏當(dāng)Trp很少時(shí)，由trpR編碼的阻遏蛋白沒有活性，不能和操縱基因結(jié)合，轉(zhuǎn)錄可以起始。當(dāng)Trp大量存在時(shí)，阻遏物可以和作為輔阻遏物Trp結(jié)合而被激活，然后和操縱基因結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄不能起始。Trp反饋?zhàn)瓒舻慕獬罐D(zhuǎn)錄強(qiáng)度提高70倍★第8頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三

在大腸桿菌色氨酸操縱子中在存在一種轉(zhuǎn)錄的弱化調(diào)節(jié)，弱化作用的解除可使轉(zhuǎn)錄強(qiáng)度升高8-10倍。轉(zhuǎn)錄的mRNA的5‘端存在一段前導(dǎo)鏈，通過前導(dǎo)鏈二級結(jié)構(gòu)的變化、色氨酰-tRNA（色氨酸）以及核糖體的翻譯來控制轉(zhuǎn)錄是否繼續(xù)進(jìn)行大腸桿菌色氨酸操縱子前導(dǎo)鏈RNA二級結(jié)構(gòu)受到氨基酰-tRNA分子的調(diào)節(jié)：

His、Trp、Phe等氨基酸操縱子（3）弱化:Trp操縱子轉(zhuǎn)錄弱化前導(dǎo)鏈的特點(diǎn)：含有一個(gè)起始密碼子和一個(gè)終止密碼子含有兩個(gè)連續(xù)的Trp密碼子四段能形成不同二級結(jié)構(gòu)的序列，可以形成終止子結(jié)構(gòu)或抗終止子結(jié)構(gòu)(莖環(huán)）★第9頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三一旦轉(zhuǎn)錄開始后，核糖體結(jié)合在前導(dǎo)鏈上開始翻譯，核糖體緊隨在RNA聚合酶之后移動。Trp缺乏時(shí)，由于大多數(shù)色氨酰-tRNA空載，核糖體在兩個(gè)連續(xù)的Trp密碼子處暫時(shí)停滯或移動變慢，轉(zhuǎn)錄出的前導(dǎo)鏈2、3區(qū)配對形成抗終止子結(jié)構(gòu)，mRNA鏈繼續(xù)隨著RNA聚合酶的移動而延長，直到轉(zhuǎn)錄出完整的產(chǎn)物。第10頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三Trp充足時(shí)，大多數(shù)色氨酰-tRNA載有Trp，核糖體快速通過兩個(gè)連續(xù)的Trp密碼子并占據(jù)前導(dǎo)鏈2區(qū)的一部分，使2、3區(qū)不能配對形成抗終止子，而是3、4區(qū)配對，剛好形成終止子結(jié)構(gòu)，mRNA鏈從RNA聚合酶上脫落下來，轉(zhuǎn)錄提前終止。第11頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三前導(dǎo)鏈RNA直接感應(yīng)終端產(chǎn)物的濃度而改變二級結(jié)構(gòu)：

THI（B1）-box、RFN（B2）-box和B12-box維生素操縱子、嘌呤操縱子等或與其代謝相關(guān)的基因，這種調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)也稱為“Riboswitch”(ribonucleotideswitch)

（4）Riboswitch★第12頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三可以體外通過對隨機(jī)RNA序列的篩選得到可以感應(yīng)特定代謝物濃度的適配體（aptamer），根據(jù)該代謝物濃度變化來開關(guān)目標(biāo)基因的表達(dá)第13頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三3.原核表達(dá)體系（1）啟動子(基本類型2類：組成型和調(diào)控型）lac啟動子最早應(yīng)用的表達(dá)系統(tǒng)，含CRP結(jié)合位點(diǎn)及l(fā)acO，其轉(zhuǎn)錄受CRP正調(diào)控和lacI負(fù)調(diào)控。lacUV5啟動子

Plac的突變型,能夠在沒有CAP的存在下更有效地起始轉(zhuǎn)錄，該啟動子在轉(zhuǎn)錄水平上只受lacI的調(diào)控，因而隨后得到了更廣泛采用-35-10★第14頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三tac啟動子/trc啟動子

trp啟動子-35區(qū)和lacUV5-10區(qū)、lacO區(qū)雜合,啟動強(qiáng)度更高（約比PlacUV5高1個(gè)數(shù)量級,比trp啟動子高3倍），適合于高表達(dá)系統(tǒng)。tacI(-20為界限）tacII(-11為界，下游為人工合成的46bp片段）

trc啟動子和tacI類似受IPTG誘導(dǎo)啟動子的問題：無誘導(dǎo)物存在時(shí)本底表達(dá)高（甚至有一些基因不加誘導(dǎo)物時(shí)表達(dá)水平更恰當(dāng)）

采用lacI突變基因：lacIq，突變后導(dǎo)致阻遏蛋白表達(dá)量增加第15頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三T7噬菌體啟動子只有T7RNA聚合酶才能使其啟動，故可以使克隆基因獨(dú)自得到表達(dá)。T7RNA聚合酶的效率比大腸桿菌

RNA聚合酶高5倍左右，它能使質(zhì)粒沿模板連續(xù)轉(zhuǎn)錄幾周，許多外源終止子都不能有效地終止它的序列，因此它可轉(zhuǎn)錄某些不能被大腸桿菌RNA聚合酶有效轉(zhuǎn)錄的序列。這個(gè)系統(tǒng)可以高效表達(dá)其他系統(tǒng)不能有效表達(dá)的基因，但要注意用這種啟動子時(shí)宿主中必須含有T7RNA聚合酶，如BL21(DE3)菌株問題：表達(dá)強(qiáng)度超強(qiáng)，如何控制？實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)表達(dá)？利用lacUV5啟動子控制T7RNA聚合酶基因的表達(dá)，實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)在T7啟動子下游加上數(shù)個(gè)lacO序列，使其變?yōu)檎T導(dǎo)啟動子。PBAD

啟動子

PBAD

啟動子受阿拉伯糖誘導(dǎo)，無誘導(dǎo)物時(shí)本底表達(dá)低，啟動子效率較高。另外隨著誘導(dǎo)物濃度增加，啟動表達(dá)的細(xì)胞比例增加（而轉(zhuǎn)錄強(qiáng)度并不增加），即對單個(gè)細(xì)胞而言表達(dá)狀態(tài)只有“0”和“1”

PL啟動子l噬菌體早期左向轉(zhuǎn)錄啟動子，強(qiáng)度比Trp啟動子高11倍。PL啟動子受控于溫敏阻遏物cIts857。在低溫(30℃)時(shí)，cIts857阻遏蛋白可阻遏其轉(zhuǎn)錄。在高溫(45℃)時(shí)，cIts857失活，啟動子轉(zhuǎn)錄。適合于表達(dá)對大腸桿菌有毒的基因產(chǎn)物，缺點(diǎn)是溫度轉(zhuǎn)換也可誘導(dǎo)熱休克基因，其中有一些熱休克基因編碼蛋白酶。另外不利于大規(guī)模生產(chǎn)的應(yīng)用（升溫慢）。第16頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三大腸桿菌典型的SD序列為“AAGGA”，枯草芽孢桿菌為“GGAGG”，一般來說，mRNA與核糖體16SrRNA(3′-AUUCCUCCA-5′).的結(jié)合程度越強(qiáng)，翻譯的起始效率就越高，

（2）RBS序列與起始密碼子在間隔相同的情況下，UAAGGAGG的SD序列比AAGGA的SD序列能使蛋白質(zhì)的產(chǎn)量提高3~6倍；對于同一SD序列，存在一最佳的間隔。AAGGA的間隔為5-7個(gè)核苷酸，而UAAGGAGG的間隔為4-8個(gè)核苷酸；對于同一SD序列，有翻譯所必需的最小間隔。AAGGA的最小間隔為5個(gè)核苷酸，而UAAGGAGG的最小間隔約為4個(gè)核苷酸，以保證起始密碼子剛好位于核糖體P位。大腸桿菌中的起始tRNA分子可以同時(shí)識別AUG、GUG和UUG三種起始密碼子，但識別頻率并不相同，通常GUG為AUG的50%，而UUG只及AUG的25%。在枯草芽孢桿菌中，多數(shù)基因的起始密碼子為AUG，為起始密碼子的最優(yōu)選擇。從AUG開始的前幾個(gè)密碼子堿基序列也至關(guān)重要，這一序列不能與mRNA的5’端非編碼區(qū)形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)，否則會嚴(yán)重干擾mRNA在核糖體上的準(zhǔn)確定位★第17頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三E.coliB.subtilis原核生物中普遍存在重疊基因，而且重疊基因之間具有翻譯偶聯(lián)現(xiàn)象：即兩個(gè)基因的翻譯存在固定的計(jì)量學(xué)關(guān)系，機(jī)理主要有兩種：

核糖體移碼或滑動（40bp以內(nèi)），即同一核糖體翻譯重疊基因

mRNA形成二級結(jié)構(gòu)，上游基因的mRNA序列將下游基因的SD序列掩蔽，只有上游基因翻譯后才能破壞二級結(jié)構(gòu)而暴露出下游基因的SD序列，核糖體才能結(jié)合進(jìn)行下游基因翻譯。核糖體與mRNA結(jié)合穩(wěn)定性在剛開始翻譯時(shí)較差，遇到二級結(jié)構(gòu)可能會影響翻譯效率。而在蛋白質(zhì)鏈從核糖體中延伸出來后（約10個(gè)殘基）穩(wěn)定性較強(qiáng)，通常遇到強(qiáng)度大的二級結(jié)構(gòu)也不會影響翻譯。第18頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（3）終止子表達(dá)的基因末端的終止子非常重要，可以避免RNA聚合酶的通讀而合成不必要的RNA序列。通讀后多余的RNA序列可能會形成不利于基因表達(dá)的二級結(jié)構(gòu)通讀會影響下游基因的轉(zhuǎn)錄，對于質(zhì)粒，還會影響其復(fù)制。

通常需要在表達(dá)載體的多克隆位點(diǎn)下游加上強(qiáng)終止子，對于T7啟動子這樣的強(qiáng)啟動子，甚至需要加2-3個(gè)連續(xù)的終止子以防止通讀。同理，也需要防止核糖體“通讀”而產(chǎn)生不必要的蛋白質(zhì)，一般在表達(dá)載體下游連續(xù)加上數(shù)個(gè)終止密碼子(UAAU是E.coli中最有效的轉(zhuǎn)錄終止序列)。（4）密碼子偏愛性在基因受體菌中表達(dá)基因供體菌中與密碼子對應(yīng)的tRNA基因根據(jù)受體菌的密碼子偏愛性進(jìn)行序列優(yōu)化后重新合成外源基因第19頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（5）表達(dá)策略對于蛋白質(zhì)產(chǎn)品：采用高拷貝載體、誘導(dǎo)性強(qiáng)啟動子、高效RBS序列，以保證目的蛋白質(zhì)的產(chǎn)量（或低拷貝載體上串聯(lián)多個(gè)基因）對于代謝物產(chǎn)品：由于表達(dá)的蛋白起到催化劑的作用，其量要適中，不能耗費(fèi)大量碳氮源和能量去合成過量催化劑，既要避免過大的代謝負(fù)擔(dān)，也要避免底物的浪費(fèi)。大量研究表明采用中低拷貝數(shù)載體（<20~30），中等強(qiáng)度啟動子效果較好，也可在染色體上整合進(jìn)行表達(dá)，啟動子為強(qiáng)啟動子生產(chǎn)代謝物時(shí)通常要表達(dá)數(shù)個(gè)、甚至數(shù)十個(gè)基因，這些基因之間表達(dá)水平的穩(wěn)定和協(xié)調(diào)（拷貝數(shù)、啟動子和RBS強(qiáng)度的優(yōu)化）對于菌株的生產(chǎn)性能至關(guān)重要。MiniF質(zhì)粒:1~2拷貝pSC101:~5拷貝pACYC（p15A復(fù)制子）:15~20拷貝pBR322（ColE1復(fù)制子）:40~55拷貝pUCplasmid：數(shù)百拷貝★第20頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三融合蛋白技術(shù)策略：外源基因連接到融合的蛋白的C端,不必另外設(shè)計(jì)SD序列,同時(shí)宿主蛋白N端的存在使得外源基因的表達(dá)較容易;外源蛋白常被宿主細(xì)胞的蛋白酶降解,當(dāng)外源蛋白與宿主蛋白的部分序列融合后,會減低宿主細(xì)胞對產(chǎn)物的降解和宿主外膜蛋白融合，有利于在細(xì)胞表面表達(dá)（展示），對于底物利用、毒物降解、重金屬吸附等有關(guān)蛋白表達(dá)有利。和宿主信號肽融合，實(shí)現(xiàn)蛋白的胞外分泌（或分泌至周質(zhì)空間)，有利于避免蛋白酶降解、有利于蛋白產(chǎn)品的純化利用融合蛋白技術(shù)將藥物和能與病灶特異性結(jié)合的配基融合在一起構(gòu)成融合蛋白,目的蛋白可特異性的與靶細(xì)胞結(jié)合并將藥物導(dǎo)向病灶殺傷、殺死腫瘤細(xì)胞達(dá)到治療目的。與能與親和層析柱上配基特異結(jié)合的“親和手柄”相融合，利于產(chǎn)物純化缺點(diǎn)：由于融合序列的感染，有可能會影響外源蛋白的正常折疊，可以在兩者之間加入特殊蛋白酶識別的氨基酸序列，融合表達(dá)后酶切產(chǎn)品，去掉融合的非天然序列。

親和手柄酶切序列外源基因★第21頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三可溶表達(dá)和包涵體表達(dá)真核基因在原核細(xì)胞中表達(dá)易形成包涵體，主要原因?yàn)槿狈Ψg后修飾導(dǎo)致折疊錯(cuò)誤。即使是原核基因，過量表達(dá)也會形成包涵體，原因可能為表達(dá)量過大，產(chǎn)物來不及正確折疊就發(fā)生聚集。以包涵體形式表達(dá)的外源目的產(chǎn)物不具有物理活性,必須溶解包涵體進(jìn)行復(fù)性,才能得到具有生物活性的蛋白。在通常情況下,包涵體的表達(dá)具有可避免產(chǎn)物被蛋白酶降解,包涵體表達(dá)的目的蛋白常在大腸桿菌中高效表達(dá),目的蛋白的純化相對容易,能得到純度較高的目的蛋白,另外可以避免毒性蛋白的毒性。如果表達(dá)的蛋白質(zhì)用于結(jié)構(gòu)研究,則需可溶性表達(dá)，一般需降低表達(dá)量、同時(shí)表達(dá)分子伴侶（大多為熱激蛋白，HSP,heatshockingprotein），以有利于蛋白正確折疊、溶解。包涵體就是指由于蛋白的空間構(gòu)象與原來不符，如折疊不對，導(dǎo)致的溶解性降低，就會聚集到一起，形成包涵體。★第22頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三大腸桿菌GroEL-GroES復(fù)合體。它由兩個(gè)堆疊的環(huán)和一個(gè)帽子結(jié)構(gòu)組成，其中環(huán)結(jié)構(gòu)由GroEL蛋白組成，在圖中以藍(lán)色和綠色表示；帽子結(jié)構(gòu)位于分子的一端，由GroES組成，在圖中以紅色和黃色表示。從分子俯視圖可以看出，由7個(gè)GroEL蛋白組成的環(huán)結(jié)構(gòu)的中央有一個(gè)蛋白質(zhì)大小的空穴。未折疊的蛋白質(zhì)就是進(jìn)入這個(gè)空穴，并在其中完成折疊。分子伴侶是指細(xì)胞內(nèi)一類能介導(dǎo)其他蛋白正確裝配,其自身卻不是具有功能的最終裝配產(chǎn)物組成成分的物質(zhì)第23頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（6）表達(dá)載體

表達(dá)系統(tǒng)親和手柄抗原序列蛋白酶位點(diǎn)可變區(qū)多克隆位點(diǎn)保證表達(dá)分純定性定量分析切割融合序列正確讀碼插入片段BglII★第24頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三常用的抗原序列：凝血酶，腸激酶，Xa因子常用的蛋白酶：第25頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三4.真核細(xì)胞表達(dá)體系基因組特點(diǎn)：基因組規(guī)模大（109)，有充分的遺傳物質(zhì)，能形成各種特殊的基因結(jié)構(gòu)（內(nèi)含子，高度重復(fù)序列），單基因?yàn)橹?。組蛋白+DNA，形成核小體，進(jìn)一步壓縮成致密的異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。普遍存在甲基化修飾。

基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn)：調(diào)控層次多而復(fù)雜：轉(zhuǎn)錄前（DNA擴(kuò)增、甲基化）轉(zhuǎn)錄（增強(qiáng)子）轉(zhuǎn)錄后（mRNA拼接）翻譯（翻譯因子的磷酸化、轉(zhuǎn)鐵蛋白等）翻譯后（蛋白質(zhì)糖基化等修飾）對遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性更有利轉(zhuǎn)錄依然是真核生物基因表達(dá)調(diào)控的主要環(huán)節(jié)4.1真核細(xì)胞基因表達(dá)特點(diǎn)☆☆第26頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三啟動子特點(diǎn)：

有三種不同的RNA聚合酶，因此也有三種不同的啟動子，其中以啟動子Ⅱ最為復(fù)雜，和原核的啟動子有很多不同：有多種元件：TATA框，GC框，CATT框，OCT等，起到控制轉(zhuǎn)錄效率和選擇起始位點(diǎn)的作用結(jié)構(gòu)不恒定。有的有多種框盒，有的只有TATA框和GC框，如SV40早期基因啟動子。它們的位置、序列、距離和方向都不完全相同，有的有遠(yuǎn)距離的調(diào)控元件存在，如增強(qiáng)子；不直接和RNApol結(jié)合。轉(zhuǎn)錄時(shí)先和其它轉(zhuǎn)錄激活因子（基本轉(zhuǎn)錄因子）相結(jié)合，再和聚合酶結(jié)合酶的種類存在功能對抑制物的敏感性RNA聚合酶Ⅰ核仁合成rRNA前體不敏感RNA聚合酶Ⅱ核質(zhì)合成mRNA前體及大多數(shù)snRNA低濃度敏感RNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)合成5SrRNA前體、tRNA前體及其他的核和胞質(zhì)小RNA前體高濃度敏感★第27頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三上游元件：CAATbox：保守序列是GGCTCAATCT，一般位于上游-75--80bp左右，控制轉(zhuǎn)錄起始活性。能和CTF（識別CATT的轉(zhuǎn)錄因子）相結(jié)合GCbox：保守序列是GTGGGCGGGGCAAT，常以多拷貝形式存在-90處。它的作用也是控制轉(zhuǎn)錄效率。核心元件：

TATAT85A97T93A85A63A83A50，常在起始位點(diǎn)的上游-25左右，相當(dāng)于原核的-10序列，對轉(zhuǎn)錄起始正確定位，控制轉(zhuǎn)錄效率。

轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近的啟始子（initiator，Inr）Py2CAPy5構(gòu)成，位于-3～+5，可能提供RNApolⅡ識別位點(diǎn)。

遠(yuǎn)端調(diào)控區(qū)：增強(qiáng)子，其特點(diǎn)是：具有遠(yuǎn)距離效應(yīng)，常在上游-200bp處，即使相距十幾Kb也能發(fā)揮作用無方向性，無論在靶基因的上游，下游或內(nèi)部都可發(fā)揮增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄作用順式調(diào)節(jié)，只調(diào)節(jié)同一染色體的靶基因，而對其它染色體上基因無作用無物種和基因的特異性，可以接到異源基因上發(fā)揮作用；具有組織特異性，如抗體基因的增強(qiáng)子只有在B淋巴細(xì)胞中才起作用。其作用和DNA構(gòu)象有關(guān),有的增強(qiáng)子可以對外部信號產(chǎn)生反應(yīng)，如熱/激素等II類啟動子一般由核心元件和上游元件組成?！锏?8頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三減弱子，在某些基因的上游遠(yuǎn)端或下游遠(yuǎn)端具有負(fù)調(diào)節(jié)序列，其作用不受距離和方向的影響，叫做減弱子。上游激活序列（upstreamactivatingseguencesUASs）UASs是酵母中遠(yuǎn)上游序列類似于增強(qiáng)子。它僅影響轉(zhuǎn)錄程度，對位點(diǎn)選擇不起作用。和增強(qiáng)子不同的是它有方向性，不能在啟動子的下游起作用。它結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子是GCN4和GAL4，識別位點(diǎn)為ATGACTCAT。靜息子：類似于減弱子，但對基因表達(dá)起完全抑制作用，造成基因沉默。基本(通用）轉(zhuǎn)錄因子識別TATA或者Inr，RNA聚合酶II再和基本轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合體，在轉(zhuǎn)錄激活蛋白的作用下，復(fù)合體起始轉(zhuǎn)錄。初級轉(zhuǎn)錄本經(jīng)過剪切、拼接、5‘端加帽和3’端加尾成為成熟的可翻譯的mRNA第29頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第30頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第31頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三5‘端甲基化的帽子為核糖體結(jié)合位點(diǎn)，和其40S亞基發(fā)生作用，40S亞基結(jié)合后沿鏈滑動到AUG處，此時(shí)核糖體組裝完整（加上60S亞基），開始翻譯。除此之外，一些mRNA（真核病毒和少數(shù)真核基因）在起始密碼子上游還有IRES位點(diǎn)（internalribosomeentrysites，內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)）。這類RNA序列能折疊成類似于起始tRNA的結(jié)構(gòu)，從而介導(dǎo)核糖體與RNA結(jié)合（40S亞基P位點(diǎn)，起始蛋白質(zhì)翻譯）

不同于原核生物的SD序列，IRES序列長度變化很大，從9bp到數(shù)百bp長，IRES的存在可以很方便的構(gòu)建人工的真核操縱子，不同翻譯強(qiáng)度的IRES序列，也為不同基因的表達(dá)協(xié)調(diào)提供了可選的元件。如果第一個(gè)ATG周圍的序列符合KOZAK序列（NNNPuNNATGG),小亞基將會在此駐留較長的時(shí)間，從而更有利于組裝成完整的核糖體，使翻譯效率提高

★第32頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三KOZAK是一個(gè)女科學(xué)家，她總結(jié)出在真核生物中起始密碼子兩端序列為：G/N-C/N-C/N-ANNAUGG，如GCCACCAUGG、GCCAUGAUGG時(shí)，翻譯效率最高，特別是-3位的A對翻譯效率非常重要。該序列被后人稱為Kozak序列，并被應(yīng)用于表達(dá)載體的構(gòu)建中。Kozak序列為統(tǒng)計(jì)規(guī)律，第4位的偏好堿基為G，AUG的5’端約15bp范圍的側(cè)翼序列內(nèi)不含堿基T。真核基因表達(dá)時(shí)通常在AUG前需設(shè)計(jì)GCCACC的kozak序列，或使用基因上游序列自帶的kozak序列，避免核糖體出現(xiàn)leakyscanKOZAK序列NNNPuNNATGG★第33頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三4.2真核誘導(dǎo)表達(dá)體系對于組成型表達(dá)系統(tǒng)，常用來源于病毒的啟動子和增強(qiáng)子，或者看家基因的啟動子（如gapA/GAPDH的啟動子）如SV40病毒早期啟動子和增強(qiáng)子、Rouse肉瘤病毒基因組長末端重復(fù)序列—LTR(RSV)、人類巨細(xì)胞病毒等(CMV)。poly(A)加尾信號：AAUAAA真核表達(dá)載體含有兩類組件：原核生物中使用的組件(包括復(fù)制子、抗性篩選基因和多克隆位點(diǎn)等)和真核宿主細(xì)胞中表達(dá)所需的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件（啟動子、增強(qiáng)子、轉(zhuǎn)錄終止和加poly-A信號序列、mRNA剪接信號(內(nèi)含子兩側(cè))序列、能在宿主細(xì)胞中復(fù)制或增殖的序列以及藥物抗性基因等）第34頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三無誘導(dǎo)物存在時(shí)表達(dá)水平低:既本底表達(dá)水平低或無泄漏誘導(dǎo)物存在時(shí)表達(dá)水平很高，且表達(dá)水平易受誘導(dǎo)物控制啟動子系統(tǒng)不干擾宿主細(xì)胞的正常生理活動,系統(tǒng)不影響宿主中其它基因的表達(dá)，不易引起免疫識別誘導(dǎo)物易進(jìn)入細(xì)胞，半衰期短，不易在體內(nèi)殘留理想誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)的特點(diǎn)內(nèi)源誘導(dǎo)啟動子熱激啟動子、金屬硫蛋白啟動子等重組誘導(dǎo)系統(tǒng)

lac、tet阻遏蛋白系統(tǒng)激素類誘導(dǎo)系統(tǒng)

FK506、RU486誘導(dǎo)系統(tǒng)第35頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三(1)熱激（誘導(dǎo)）啟動子的機(jī)理(2)常用的熱激啟動子：

4.2.1熱激啟動子熱激轉(zhuǎn)錄因子heatshockfactor1(HSF1)：負(fù)責(zé)熱激啟動子的轉(zhuǎn)錄熱激元件heatshockelements(HSEs)：HSF1特異結(jié)合在DNA上的序列熱激（誘導(dǎo)）啟動子一般含有2～4個(gè)熱激元件和一個(gè)TATA區(qū)常溫下HSF1為單體，高溫條件下變?yōu)橛姓{(diào)節(jié)活性的三聚體，并和HSEs特異結(jié)合而啟動轉(zhuǎn)錄Drosophilahsp70

Humanhsp70ThesoybeanheatshockpromoterGmhsp17.5-E★第36頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三誘導(dǎo)機(jī)理的普遍性

在真核細(xì)胞中普遍存在熱激系統(tǒng)，HSF保守性高，不必額外表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子基因表達(dá)快速高效

hsp70Bpromoter:inductionratiosupto800-foldhumanhsp70B’promoter：inductionratiosupto8000-fold.

響應(yīng)時(shí)間：數(shù)十秒～數(shù)十分鐘基因表達(dá)控制方便，對宿主細(xì)胞無傷害通過控制溫度高低可實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)水平的精細(xì)調(diào)節(jié)對基因表達(dá)的時(shí)間控制和空間控制

非常適合基因療法：腺病毒作為載體攜帶熱激啟動子控制的治療基因感染正常細(xì)胞和癌細(xì)胞電磁輻射或聚焦超聲波技術(shù)局部加熱癌組織(3)熱激啟動子的特點(diǎn)★第37頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三一個(gè)實(shí)例：第38頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三CouplingFUS(FocusedUltrasound)withMR(magneticresonance)temperaturemapping第39頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三(A)Temperatureimageobtainedattheendofthe3minheat-shock,superimposedontheanatomicalimagewithayellowbrokenlinesurroundingthetumor.TheFUSfocalpointwasmaintainedatthecenteroftemperatureisocontoursthroughoutthehyeprthermiaprocedure.(B)Opticalviewoftheskinandtumorareafollowingheat-shockwithayellowbrokenlinesurroundingthetumor第40頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三(1)金屬硫蛋白（metallothioneins）啟動子

Metallothioneins(MT)：一類富含半胱氨酸的低分子量金屬結(jié)合蛋白，能幫助細(xì)胞抵抗重金屬的毒性。

MT啟動子的強(qiáng)度受到重金屬濃度的調(diào)節(jié)Theyeastcopper-MTsystem:

組成型表達(dá)的ace1基因,編碼金屬應(yīng)答轉(zhuǎn)錄因子該轉(zhuǎn)錄因子可和銅離子或銀離子結(jié)合而改變?yōu)榫哂修D(zhuǎn)錄活性的構(gòu)象

Cu-ACE1結(jié)合到金屬硫蛋白啟動子上啟動轉(zhuǎn)錄。(2)糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)啟動子

糖皮質(zhì)激素與糖皮質(zhì)激素受體（也是一種轉(zhuǎn)錄因子）結(jié)合，使受體結(jié)合在啟動子的糖皮質(zhì)激素響應(yīng)元件上，從而啟動轉(zhuǎn)錄4.2.2化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)啟動子第41頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三甲醇酵母表達(dá)系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的酵母表達(dá)系統(tǒng)。以PichiaPastoris

應(yīng)用最多。表達(dá)載體中含有甲醇酵母醇氧化酶基因1(AOX1)，在該基因的啟動子(PAXOI)作用下，外源基因得以誘導(dǎo)表達(dá)。PAXOI

是一個(gè)強(qiáng)誘導(dǎo)型啟動子，在以葡萄糖或甘油為碳源時(shí)，表達(dá)受到抑制，而在以甲醇為唯一碳源時(shí)啟動子可被誘導(dǎo)激活，甲醇酵母一般先在含甘油的培養(yǎng)基中生長，培養(yǎng)至高濃度。再以甲醇為碳源，誘導(dǎo)表達(dá)外源蛋白。這樣可以大大提高表達(dá)產(chǎn)量。利用甲醇酵母表達(dá)外源性蛋白質(zhì)其產(chǎn)量往往可達(dá)1~10克/L級，效率遠(yuǎn)高于其他系統(tǒng)與釀酒酵母相比其翻譯后的加工更接近哺乳動物細(xì)胞，不會發(fā)生超糖基化。缺點(diǎn)：一般需很長時(shí)間才能達(dá)到誘導(dǎo)峰值水平，而甲醇是高毒性、高危險(xiǎn)性化工產(chǎn)品，使得實(shí)驗(yàn)操作過程中存在不小的危害性。且不宜于食品等蛋白生產(chǎn)（3）甲醇誘導(dǎo)系統(tǒng)第42頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三lacI基因表達(dá)的改造：可持續(xù)大量在宿主中表達(dá)，終止高拷貝的啟動子的轉(zhuǎn)錄，減少本底表達(dá)啟動子的改造：即被宿主識別又具有阻遏蛋白結(jié)合位點(diǎn)（序列）（1）真核宿主中的lac、tet阻遏蛋白系統(tǒng)(on)阻遏蛋白的毒性誘導(dǎo)物的毒性lac:50-foldtet:500-fold4.2.3重組誘導(dǎo)系統(tǒng)

——lac、tet阻遏蛋白系統(tǒng)★第43頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（2）tet、lac－反式激活蛋白系統(tǒng)(off)融合蛋白：將TetR或LacI蛋白與反式激活蛋白相連啟動子的改造：含多個(gè)TetR或LacI結(jié)合區(qū)（O區(qū)）誘導(dǎo)效率很高，但細(xì)胞需長期置于含四環(huán)素或IPTG的培養(yǎng)基中培養(yǎng)來阻止轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)時(shí)不便捷、誘導(dǎo)響應(yīng)時(shí)間較長。tettransactivatorgene第44頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三tTA：由阻遏蛋白TetR與單純皰疹病毒VP16蛋白羧基末端的一段轉(zhuǎn)錄激活區(qū)融合而成，tTA位于調(diào)節(jié)質(zhì)粒上，其表達(dá)受人巨細(xì)胞病毒啟動子IE(PhCMV)的調(diào)控。反應(yīng)質(zhì)粒中含有目的基因，其上游為人巨細(xì)胞病毒的最小啟動子(minimalCMVpromoter，PCMV)，啟動子上游為四環(huán)素響應(yīng)元件(tet—responsiveelement，TRE)。TRE包含7個(gè)正向重復(fù)的操縱基因(tetO)，可以和TetR（或tTA)結(jié)合。無四環(huán)素存在時(shí)．tTA可特異的與TetO序列結(jié)合，目的基因得以表達(dá)；當(dāng)有四環(huán)素時(shí)(0．1g／m1)存在時(shí)，tTA與TetO分離，基因轉(zhuǎn)錄被終止。

VP16蛋白：可促進(jìn)真核細(xì)胞的基本轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合在啟動子上的一種轉(zhuǎn)錄因子。最小啟動子：單靠自身序列無法使轉(zhuǎn)錄進(jìn)行的啟動子，需要其他轉(zhuǎn)錄因子（如一些上游元件或增強(qiáng)子等）的幫助才能正常啟動。即基本轉(zhuǎn)錄因子自身無法有效啟動轉(zhuǎn)錄。例：雙質(zhì)粒Tet-off基因表達(dá)系統(tǒng)CaMV35Sminimalpromoter：[-60,-46]~+1，缺少-90區(qū)第45頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（3）反tet、lac-反式激活蛋白系統(tǒng)(on)通過突變TetR的四個(gè)氨基酸殘基(Glu71Lys，Asp95Asn，Leu101Ser，Gly102Asp)得到了r-TetR,它不能識別其特異的DNA靶序列(TetO)，當(dāng)有強(qiáng)力霉素存在時(shí)，r-TetR才可與TetO結(jié)合啟動轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)效率較高、使用便捷、誘導(dǎo)響應(yīng)時(shí)間短第46頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三4.2.4重組誘導(dǎo)系統(tǒng)

（1）類固醇的異種運(yùn)用以四環(huán)素類藥物作為調(diào)節(jié)物的調(diào)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)：

殘留于細(xì)胞中的四環(huán)素難于清除、細(xì)胞吸收不平衡四環(huán)素自身的藥物動力學(xué)性質(zhì)會影響系統(tǒng)對基因表達(dá)快速、精確、高效的控制類固醇（ecdysteroid）誘導(dǎo)系統(tǒng)在誘導(dǎo)物的清除和藥物動力學(xué)方面都有較大的優(yōu)勢

類固醇是親脂性化合物，可快速有效的進(jìn)入各種組織細(xì)胞，半衰期短，不易在體內(nèi)殘留，是一種較為理想的基因表達(dá)誘導(dǎo)物異種類固醇的運(yùn)用不會激活宿主細(xì)胞的內(nèi)源信號途徑第47頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三例1：蛻皮激素（ecdysone）誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)蛻皮激素受體蛋白EcR和超氣孔蛋白USP在蛻皮激素存在時(shí)形成二聚體，其和啟動子上游的蛻皮激素響應(yīng)元件（EcREX4）結(jié)合后啟動轉(zhuǎn)錄類維生素X受體幕黎甾酮/蛻皮激素

VpEcR：融合蛋白，包含EcR的DNA結(jié)合區(qū)和VP16的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)超氣孔蛋白（USP)蛻皮激素受體（EcR)來源于昆蟲，應(yīng)用于哺乳動物細(xì)胞第48頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三花椰菜35Spromoter的－49～＋9區(qū)例2：腎上腺（糖）皮質(zhì)激素glucocorticoid誘導(dǎo)系統(tǒng)在植物中的應(yīng)用

對于植物中的基因表達(dá)應(yīng)用，該系統(tǒng)簡單、并且無多效性（pleiotropiceffects）inplants.酵母轉(zhuǎn)錄因子GAL4的DNA結(jié)合域糖皮質(zhì)激素受體蛋白的激素結(jié)合域VP16反式激活蛋白的轉(zhuǎn)錄激活域糖皮質(zhì)激素控制GVG嵌合轉(zhuǎn)錄因子和DNA的結(jié)合：無激素GVG構(gòu)象不利于GAL4結(jié)合域和UAS結(jié)合，反之，可以結(jié)合來源于哺乳動物細(xì)胞，應(yīng)用于植物細(xì)胞誘導(dǎo)效率低：約100倍GVG融合體：表達(dá)元件：第49頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三雌激素三苯氧胺

真核細(xì)胞中一些轉(zhuǎn)錄因子的活性受到熱激蛋白的影響，通過誘導(dǎo)物(雌激素）使轉(zhuǎn)錄因子由無活性形式變?yōu)橛谢钚缘男问?，雌激素的誘導(dǎo)：雌激素與受體蛋白結(jié)合后改變其構(gòu)象，使受體蛋白與Hsp分離而具有轉(zhuǎn)錄激活作用。第50頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三RU486：人孕酮拮抗物（替代孕酮誘導(dǎo)）hPRB891：人孕酮受體，可和孕酮及RU486，HSP90結(jié)合融合轉(zhuǎn)錄因子GALVP的構(gòu)建：GAL4DNA結(jié)合區(qū)域+VP16轉(zhuǎn)錄激活區(qū)＋hPRB891配體結(jié)合域無RU486時(shí)，GALVP單體與HSP90蛋白結(jié)合，不能開啟轉(zhuǎn)錄

加入RU486時(shí)，GALVP與其結(jié)合——脫離HSP90——二聚化——與插入到最小啟動子上游的GAL4響應(yīng)元件結(jié)合，開啟轉(zhuǎn)錄

例3：RU486誘導(dǎo)系統(tǒng)第51頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（2）化學(xué)誘導(dǎo)的二聚作用

——FK506調(diào)控系統(tǒng)FK506:一種天然免疫抑制劑FKBP12:FK506-bindingprotein，

FK1012:FK506的人工同源二聚體構(gòu)建兩種融合蛋白：1.GAL4DNA結(jié)合區(qū)域+FKBP12，稱為GF3；2.VP16轉(zhuǎn)錄激活區(qū)+FKBP12+SV40大T抗原的核酸定位序列，稱為NF3V1由于FK1012和FK506與FKBP12的結(jié)合存在竟?fàn)庩P(guān)系，可以通過添加FK1012來激活轉(zhuǎn)錄，添加FK506來終止轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)響應(yīng)時(shí)間慢：約10h誘導(dǎo)物需人工合成誘導(dǎo)效率低：約10倍，有GF3-GF3和NFEV1-NFEV1的干擾。即一種親免素，可與免疫抑制劑結(jié)合的蛋白第52頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三改進(jìn)的FK506誘導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)建2種融合蛋白：GAL4DNA結(jié)合區(qū)域+FKBP12，稱為GF3（定位）；2.VP16轉(zhuǎn)錄激活區(qū)+親環(huán)素（激活轉(zhuǎn)錄）12添加FK506和環(huán)胞霉素A,的異源二聚體(起連接中介作用）第53頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三

噬菌體展示技術(shù)是將外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌體外殼蛋白結(jié)構(gòu)基因的適當(dāng)位置，使外源基因隨外殼蛋白的表達(dá)而表達(dá)，同時(shí),外源蛋白隨噬菌體的重新組裝而展示到噬菌體表面的生物技術(shù)。

5.蛋白體外展示技術(shù)

5.1噬菌體展示技術(shù)5.2細(xì)菌展示技術(shù)5.3酵母展示技術(shù)5.1噬菌體展示技術(shù)第54頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三被展示的多肽或蛋白可以保持相對獨(dú)立的空間結(jié)構(gòu)和生物活性，以利于靶分子的識別和結(jié)合。肽庫與固相上的靶蛋白分子經(jīng)過一定時(shí)間孵育后，洗去未結(jié)合的游離噬菌體，然后以競爭受體或酸洗脫下與靶分子結(jié)合吸附的噬菌體，洗脫的噬菌體感染宿主細(xì)胞后經(jīng)繁殖擴(kuò)增，進(jìn)行下一輪洗脫，經(jīng)過3輪～5輪的“吸附-洗脫-擴(kuò)增”后，與靶分子特異結(jié)合的噬菌體得到高度富集。到目前為止，已開發(fā)出了單鏈絲狀噬菌體展示系統(tǒng)、λ噬菌體展示系統(tǒng)、T4噬菌體展示系統(tǒng)等數(shù)種噬菌體展示系統(tǒng)。（1）單鏈絲狀噬菌體展示系統(tǒng)

PIII展示系統(tǒng):PIII是病毒的次要外殼蛋白，位于病毒顆粒的尾端，是噬菌體感染大腸埃希菌所必須的。每個(gè)病毒顆粒都有3個(gè)～5個(gè)拷貝PⅢ蛋白，其在結(jié)構(gòu)上可分為N1、N2和CT3個(gè)功能區(qū)域.PⅢ有2個(gè)位點(diǎn)可供外源序列插入:

信號肽SgⅢ和N1之間，保留了完整的PⅢ蛋白，噬菌體仍有感染性；直接與PⅢ蛋白的CT結(jié)構(gòu)域相連，則噬菌體喪失感染性，這時(shí)重組噬菌體的感染性由輔助噬菌體表達(dá)的完整PⅢ蛋白來提供。★第55頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三PⅧ及其他展示系統(tǒng)：PⅧ是絲狀噬菌體的主要外殼蛋白，位于噬菌體外側(cè)，C端與DNA結(jié)合，N端伸出噬菌體外，每個(gè)病毒顆粒有2700個(gè)左右PⅧ拷貝。PⅧ的N端附近可融合五肽，但不能融合更長的肽鏈，因?yàn)檩^大的多肽或蛋白會造成空間障礙，影響噬菌體裝配，使其失去感染力。有輔助噬菌體參與時(shí)，可提供野生型PⅧ蛋白，降低價(jià)數(shù)，此時(shí)可融合較大大多肽甚至抗體片段。（2)λ噬菌體展示系統(tǒng)

PV展示系統(tǒng):PV蛋白組裝成尾部管狀部分（32個(gè)盤狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)盤由6個(gè)PV亞基組成）。PV的C端的折疊結(jié)構(gòu)域（非功能區(qū)）可供外源序列插入或替換。PV系統(tǒng)已成功展示了有活性的大分子蛋白β-半乳糖苷酶（465kD）和植物外源凝血素BPA（120kD）等。λ噬菌體在在胞內(nèi)裝配，故可以展示難以分泌的肽或蛋白質(zhì)。但該系統(tǒng)展示的數(shù)目為平均1個(gè)分子/噬菌體，這表明外源蛋白質(zhì)或多肽可能干擾了λ噬菌體的尾部裝配。

D蛋白展示系統(tǒng)：D蛋白封閉λ噬菌體頭部，可作為外源序列融合的載體，該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：D蛋白呈突出狀分布，利于融合蛋白和配體結(jié)合?？梢酝瑫r(shí)提供野生型D蛋白和融合D蛋白，通過控制兩者表達(dá)強(qiáng)度來調(diào)節(jié)比例，達(dá)到單價(jià)展示的效果。這對于展示那些可以對噬菌體裝配造成損害的蛋白質(zhì)時(shí)特別有用。★第56頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（3）T4噬菌體展示系統(tǒng)

T4噬菌體展示系統(tǒng)是20世紀(jì)90年代中期建立起來的一種新的展示系統(tǒng)。它的顯著特點(diǎn)是能夠?qū)煞N性質(zhì)完全不同的外源多肽或蛋白質(zhì)，分別與T4衣殼表面上的外殼蛋白SOC（9kD）和HOC（40kD）融合而直接展示于T4噬菌體的表面。

T4噬菌體是在宿主細(xì)胞內(nèi)裝配，不需通過分泌途徑，因而可展示各種大小的多肽或蛋白質(zhì)，很少受到限制。

SOC與HOC蛋白