包涵体

包涵体

‌包涵体是外源基因在‌原核细胞中表达时形成的一种由膜包裹的高密度、不溶性蛋白质颗粒。这种结构在显微镜下观察时表现为高折射区，与胞质中其他成分有明显的区别。包涵体的形成与多种因素有关，包括胞质内蛋白质生成速率、宿主菌的培养条件（如培养基成分、温度、pH值、离子强度等），以及重组蛋白在表达过程中缺乏某些折叠辅助因子或环境不适无法形成正确的次级键等。包涵体一般含有50%以上的重组蛋白，其余为核糖体元件、‌RNA聚合酶、‌内毒素、‌外膜蛋白以及‌脂体、脂多糖等，只溶于变性剂如尿素、‌盐酸胍等。包涵体的大小通常在0.5-1μm之间，大肠杆菌细胞质中的包涵体直径一般在0.2μm到1.5μm之间。包涵体中的蛋白质是以非折叠状态的聚集体形式存在，因此不具有生物学活性。‌包涵体不仅限于大肠杆菌，还可以出现在其他原核细胞如‌酵母细胞、‌哺乳动物细胞等中。此外，包涵体可以是‌病毒在增殖过程中形成的蛋白质性质的病变结构，常见于光学显微镜下，多为圆形、卵圆形或不定形。病毒包涵体与上述的包涵体在形成机制和组成上有所不同，它们一般由完整的病毒颗粒或尚未装配的病毒亚基聚集而成，或者是宿主细胞对病毒感染的反应产物，不含病毒粒子。‌包涵体的形成原因主要包括：表达量过高：合成速度太快以至于没有足够的时间进行蛋白折叠，导致二硫键不能正确配对，过多的蛋白间非特异性结合，蛋白质无法达到足够的溶解度。氨基酸组成：含硫氨基酸越多越易形成包涵体，而脯氨酸的含量与包涵体的形成呈正相关。环境因素：发酵温度高或胞内pH接近蛋白的等电点时容易形成包涵体。缺乏真核生物中的翻译后修饰所需酶类和辅助因子，如折叠酶和分子伴侣等，导致中间体大量积累，容易形成包涵体沉淀。‌包涵体的处理通常涉及收集、洗涤和溶解步骤，以便进一步纯化和复性。由于包涵体中的蛋白质是以非折叠状态存在，因此需要通过特定的技术手段使其重新折叠成具有生物活性的形式，这一过程称为复性。