大腸桿菌，也稱大腸埃希氏菌（E.coli,Escherichia coli），其作為表達(dá)宿主的優(yōu)勢(shì)是遺傳背景清晰、生產(chǎn)成本較低，不足之處是無(wú)翻譯后修飾功能，不適用于表達(dá)復(fù)雜蛋白。生物領(lǐng)域同行們結(jié)合其優(yōu)劣勢(shì)，使用大腸桿菌生產(chǎn)了多品類的預(yù)防性疫苗、治療性重組蛋白、治療性酶、醫(yī)美原料、科研用酶和工業(yè)用酶。

用于一般蛋白表達(dá)的宿主菌及其選擇

（1）大腸桿菌BL21

大腸桿菌BL21的基因型為B F-dcm ompT hsdS(rB-mB-)gal[malB+]κ-12(λS)，各個(gè)基因型簡(jiǎn)析如下：

B：代表B系菌種；B系大腸桿菌屬于lon-dcm-基因型，lon突變導(dǎo)致ATP依賴性蛋白酶Lon缺失，減少重組蛋白的降解，提高重組蛋白產(chǎn)量。dcm突變使胞嘧啶甲基化酶失活（CCWGG），用于制備特定位點(diǎn)未甲基化的DNA，使用甲基化敏感的限制性酶進(jìn)行酶切時(shí)需格外注意。

F-：不含F(xiàn)致育因子。

dcm：如上，B系菌株均帶有dcm基因型。

ompT：ompT基因突變導(dǎo)致外膜蛋白酶VII缺陷，減少重組外源蛋白的降解，可提高目的蛋白的表達(dá)量。

hsdS(rB-mB-)：菌株具有失活的原生限制/甲基化系統(tǒng)，避免外源DNA的降解。

gal：菌株不能直接利用半乳糖。

[malB+]κ-12(λS)：malB區(qū)域來(lái)源于E.coli K-12（K系菌株）。

適用質(zhì)粒：大腸桿菌BL21表達(dá)大腸桿菌RNA聚合酶，適合依賴于大腸桿菌RNA聚合酶的質(zhì)粒載體，如pGEX、pMAL等。小伙伴們要注意了，BL21菌株不表達(dá)T7 RNA聚合酶，不適合T7啟動(dòng)子；常用的原核表達(dá)載體pET系列是T7啟動(dòng)子，不能與BL21菌株配套使用。

（2）大腸桿菌BL21(DE3)

大腸桿菌BL21(DE3)基因型為B F-OmpT hsdS B(rB-mB-)gal dcm[malB+]κ-12(λS)(DE3)，是被λ噬菌體DE3溶原化獲得的BL21衍生菌株，DE3區(qū)域包括由lacUV5啟動(dòng)子控制的T7 RNA聚合酶基因與lac阻遏蛋白過(guò)表達(dá)突變基因，通過(guò)IPTG誘導(dǎo)目的蛋白表達(dá)。

適用質(zhì)粒：大腸桿菌BL21(DE3)基于T7啟動(dòng)子和非T7啟動(dòng)子的質(zhì)粒載體，包括pET系列、pGEX和pMAL。

大腸桿菌BL21(DE3)是一般蛋白表達(dá)的常用宿主，存在一定的本底表達(dá)，因此不適用于毒性蛋白的表達(dá)。

（3）大腸桿菌BL21 Star(DE3)

大腸桿菌BL21 Star(DE3)基因型為B F-ompT hsdSB(rB-mB-)gal dcm rne131(DE3)，增加了rne131突變（RNase E編碼基因），導(dǎo)致RNase E表達(dá)缺陷，可以增強(qiáng)mRNA穩(wěn)定性，提高外源蛋白表達(dá)量。

適用質(zhì)粒：大腸桿菌BL21 Star(DE3)適用基于T7啟動(dòng)子和非T7啟動(dòng)子的質(zhì)粒載體，包括pET系列、pGEX和pMAL。

大腸桿菌BL21 Star(DE3)用于一般蛋白的表達(dá)，不建議表達(dá)毒性蛋白。