New Cellularand Molecular Biotechnology Journal

fa بهبود تولید پروتئین‌های نوترکیب در باکتری اشرشیاکلی Progress in Escherichia coli production of recombinant proteins سلولی و مولکولی Cellular and molecular مقاله مروری Review Article امروزه با استفاده از مهندسی ژنتیک، پروتئین‌های نوترکیب می‌توانند در حجم انبوه، کیفیت مطلوب و هزینه پایین برای پاسخگویی به خواسته‌های صنایع مختلف تولید شوند. پروتئین‌های نوترکیب می‌توانند در روش‌های بیانی مختلفی نظیر سیستم‌های بیانی عاری از سلول یا بر پایه سلولهای پروکاریوتی یا یوکاروتی بیان شوند. با توجه به مزایای استفاده از سلولهای پروکاریوتی، یکی از سیستمهای متداول برای تولید پروتئینهای نوترکیب، استفاده از باکتری اشریشیاکلی (E.coli) است. هدف از مطالعه حاضر بررسی دقیقتر بیان پروتئین نوترکیب در باکتری E. coli و ارائه راهکارهای مناسب برای دستیابی به کشت با تراکم سلولی بالا و با قابلیت بیان بیشینه است. از این رو با مطالعه حدود 63 مقاله چاپ شده در زمینه مهندسی ژنتیک، سیستمهای بیانی گوناگون برای تولید پروتئینهای نوترکیب معرفی و سپس راهکارهای عمومی برای بیان بالاتر آنها بررسی شدند. رویکردهای متعددی برای افزایش بازدهی و حلالیت بهکار گرفته شده است؛ تغییر سرعت سنتز پروتئینها، استفاده از پروتئینهای اتصالی، موتاسیون در پروتئین هدف، بیان همزمان چاپرونهای ملکولی و بهینه سازی شرایط کشت از جمله روشهایی است که در این مطالعه ارزیابی شدهاند. کلونینگ مجازی در بستر توسعه روشهای نرمافزاری و پایگاههای اطلاعاتی غنیتر به کمک ابزار و آزمونهای آزمایشگاهی آمده و توانسته است به رفع محدودیتهای بیان نوترکیب پروتئینها در میزبانهایی با سیستم بیانی متفاوت منجر شود. Today, using genetic engineering, recombinant proteins can be produced in large volumes, desirable quality and low cost to meet the demands of different industries. The recombinant proteins can be expressed in various expression methods such as cell-free expression systems or prokaryotic or eukaryotic cells. Considering the advantages of using prokaryotic cells, one of the commonly used systems for the production of recombinant proteins is the cultivation of Escherichia coli (E. coli). The aim of the present study was to evaluate the expression of recombinant protein in E. coli and provide a suitable methods for achieving high cell density and maximal expression capability. Hence, by studying about 63 published articles in the field of genetic engineering, various expression systems were introduced for recombinant proteins production. In spite of many advantages and vast applications for this method of recombinant protein production, its use may include problems such as false folding, production of aggregated proteins and the absence of expression of soluble and active ones. Several approaches have been developed to increase the efficiency and solubility; change in the rate of synthesis of proteins, use of binding proteins, mutations in the target protein, simultaneous expression of molecular chaperones and optimization of culture conditions, are among different methods which is evaluated in this study. Virtual cloning has come into the context of developing more advanced software tools and databases and has been able to eliminate the limitations of recombinant expression of proteins in hosts with a different expression system. کلونینگ مجازی, میزبان پروکاریوتی, تراریختگی, سیستم‌های بیانی, پروتئین نوترکیب Virtual cloning, Prokaryotic host, Transformation, Expression systems, Recombinant protein 9 28 http://ncmbjpiau.ir/browse.php?a_code=A-10-1481-2&slc_lang=fa&sid=1 Shokofeh Rezaei شکوفه رضایی 100319475328460011738 100319475328460011738 Yes گروه زیست فناوری میکروبی، پردیس علوم و فناوری‌های نوین ، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران. Ahmad Farhad Talebi احمدفرهاد طالبی aftalebi@semnan.ac.ir 100319475328460011739 100319475328460011739 No Department of Microbial Biotechnology, Faculty of new Sciences and Technologies, Semnan University, Semnan, Iran گروه زیست فناوری میکروبی، پردیس علوم و فناوری‌های نوین ، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.