蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)中最為主要的功能物質(zhì)，嚴(yán)密調(diào)控著生命活動(dòng)中的“一舉一動(dòng)”。在生物體內(nèi)，一些蛋白可以單獨(dú)發(fā)揮功能，但是一些蛋白卻需要和很多蛋白“小伙伴”即蛋白亞基 通過(guò)二硫鍵、氫鍵以及分子間作用力等團(tuán)結(jié)在一起形成一個(gè)大的“集合體”即復(fù)合體，來(lái)行使某一項(xiàng)特殊的功能，例如: 位于細(xì)胞膜表面的Na+/K+ 泵，就是一個(gè)典型的蛋白復(fù)合體，各種不同類型的蛋白“小伙伴”聯(lián)合起來(lái)，共同完成細(xì)胞內(nèi)外Na+、K+的運(yùn)輸。由此可見(jiàn)，蛋白復(fù)合體對(duì)于生命活動(dòng)的重要性。以往人們對(duì)蛋白的研究很多都僅限于對(duì)個(gè)別蛋白單獨(dú)的研究，而對(duì)蛋白復(fù)合體的研究卻很少，主要原因還是在于體外難以獲取蛋白復(fù)合體。下面我們將為大家介紹一款蛋白復(fù)合體體外表達(dá)必備“神器”——多基因共表達(dá)系統(tǒng)。

以往我們對(duì)于蛋白復(fù)合體的研究，首先需要將組成蛋白復(fù)合體的每個(gè)“小伙伴”逐一進(jìn)行表達(dá)和純化，接著需要探索這些“小伙伴”相互結(jié)合的條件并進(jìn)行條件優(yōu)化，最后在對(duì)蛋白復(fù)合體進(jìn)行分離和純化。這個(gè)過(guò)程周期十分的漫長(zhǎng)，蛋白亞基之間相互結(jié)合的條件原本就十分苛刻，但是還需兼顧與其他蛋白亞基的結(jié)合，可謂困難重重。這些可能還不是最為關(guān)鍵的，如果最后通過(guò)千辛萬(wàn)苦純化得到的蛋白復(fù)合體沒(méi)有活性，那也只能“一夜回到解放前”，哭死在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上了。

多基因共表達(dá)系統(tǒng)將為我們提供在蛋白復(fù)合體研究方面前所未有的便利。首先，多基因共表達(dá)系統(tǒng)集合了目前原核表達(dá)蛋白系統(tǒng)：表達(dá)量高、易純化、制備周期短等多方面的優(yōu)點(diǎn)；再次，多基因共表達(dá)系統(tǒng)中的共表達(dá)質(zhì)粒具有多個(gè)多克隆位點(diǎn)，并且每個(gè)多克隆位點(diǎn)針對(duì)各自的目的基因擁有獨(dú)立的T7啟動(dòng)子、lac操縱子、核糖體結(jié)合位點(diǎn)、測(cè)序引物以及純化標(biāo)簽，可以最多同時(shí)滿足8個(gè)蛋白的表達(dá)，也就是說(shuō)能夠?qū)⒃瓉?lái)組成蛋白復(fù)合體的蛋白“小伙伴”利用改系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行表達(dá)；最后，原核細(xì)胞表達(dá)的目的蛋白存在于原核細(xì)胞中，細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境條件相比于體外更為穩(wěn)定，蛋白亞基相互結(jié)合存在一定的時(shí)間和空間的差異性，而且很可能還存在蛋白亞基之間相互結(jié)合所必須的輔助因子，這樣更利于蛋白復(fù)合體的形成并保留其天然的活性。

多基因共表達(dá)系統(tǒng)在制備蛋白復(fù)合體方面與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，具有周期短，耗費(fèi)低，重復(fù)性好，成功率高等多方面的優(yōu)勢(shì)。目前云克隆借助于多基因共表達(dá)系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)鈣衛(wèi)蛋白、白細(xì)胞介素35、白細(xì)胞介素12、促黃體生成素、卵泡刺激素、絨毛膜促性腺激素、肌酸激酶MB同工酶、抑制素β等多種蛋白質(zhì)復(fù)合體制備。舉個(gè)栗子吧，圖2展示的就是共表達(dá)的鈣衛(wèi)蛋白的電泳圖。