包涵體蛋白表達是一種在基因工程中常見的現象,主要發生在外源基因在原核細胞,尤其是大腸桿菌中高效表達時。在這種情況下,重組蛋白形成的是由膜包裹的高密度(1.3 mg/ml)不溶性蛋白質顆粒,這些顆粒在顯微鏡下觀察時為高折射區,與胞質中其他成分有明顯區別。
包涵體的形成可能與多種因素有關,包括蛋白表達量過高、氨基酸組成、所處的環境以及蛋白的來源等。例如,當蛋白合成速度過快時,可能導致蛋白沒有足夠的時間進行正確的折疊,二硫鍵不能正確配對,進而導致蛋白質無法達到足夠的溶解度,最終形成包涵體。
由于包涵體中的蛋白是非折疊狀態的聚集體,因此不具有生物學活性。為了獲得具有生物學活性的蛋白質,包涵體的純化和復性過程至關重要。包涵體的純化主要包括樣本破碎、洗滌、溶解、復性、純化以及鑒定幾個步驟。其中,復性是一個非常復雜的過程,常用的復性方法包括稀釋復性、透析復性、凝膠過濾層析和離子交換層析等。