大肠杆菌裂解新方法——超级裂菌液助力蛋白纯化

一、大肠杆菌在蛋白纯化中的作用

大肠杆菌是最主流、最成熟的重组蛋白表达宿主，核心作用是低成本、高效率地批量生产目标蛋白，为后续纯化提供足量原料，大肠杆菌作为表达宿主的核心优势包括：

遗传背景清晰：基因组测序完成，基因操作技术成熟，质粒载体丰富（如 pET 系列）。

生长快、成本低：20min繁殖一代，普通LB培养基即可大规模发酵，表达量可达细胞总蛋白30%以上。

蛋白酶缺陷株：常用 BL21 (DE3) 等菌株，缺失 Lon/OmpT 蛋白酶，减少目标蛋白降解。

诱导可控：T7 启动子 + IPTG 诱导，可精准调控蛋白表达时间与强度。

当然大肠杆菌表达系统也有一定的局限性，比如：

无翻译后修饰：无法进行糖基化、磷酸化等，不适合表达复杂真核蛋白。

折叠效率问题：高表达易导致错误折叠→包涵体，需优化温度（16–20℃低温诱导）、诱导剂浓度等条件。

二、大肠杆菌的结构（革兰氏阴性短杆菌）

大肠杆菌是革兰氏阴性菌。此类细菌的细胞壁由内外两层磷脂双分子层，夹杂一层肽聚糖组成。外膜上分布着由O型糖抗原、核心多糖、核心脂类A组成的内毒素，此外还有一些脂双层膜定位的脂蛋白。肽聚糖的糖链部分由高度重复二糖单元构成，肽聚糖的肽段部分通常是通过丙氨酸的氨基和胞壁酸的羧基形成酰胺键，不同肽段的侧链之间再形成直接的交联。大肠杆菌细胞壁的多层结构，使其更难温和裂解、需要更强的破膜手段，并且裂解后会伴随内毒素污染。

三、目前主流的大肠杆菌裂解方法及难点

常见的裂菌方法有两大类，两类方法都是通过破坏细菌细胞壁的内外脂双层膜以及肽聚糖的完整结构实现细菌的裂解。

1）物理方法，包括了超声法、均质法、研磨法、冻融法。优势在于不引入多余成分、成本低、效率高，因此超声破碎法是当前实验室中量裂菌（1ml-1L培养物）的首选。工业级别的大体积高密度发酵菌体通常使用均质破碎方法，此方法可以1小时处理10L以上菌体而无需耗材。

2）化学方法，包括了有机溶剂法、酸碱裂菌法、溶菌酶消化法。化学方法的优势在于不受体积的限制，可以处理微升级别样品，也可以处理千升级别样品。

裂解大肠杆菌难点有两个：一是破壁，二是降粘。破不了壁，蛋白出不来；降不了粘度，蛋白纯化不了。

4、新一代生物酶裂解法——爱必信超级裂菌液

爱必信超级裂菌液采用复合溶菌酶，是从细菌细胞壁多个位点协同攻击细胞壁的肽聚糖结构，在不同位置高效切开裂口,让厚壁1分钟“瓦解”，蛋白瞬间释放。实现胞内蛋白质的完美释放。重组超级核酸酶，可以快速切断 DNA、RNA，不会影响目的蛋白的一级序列以及高级结构的完整，能在1min内将它们切成小片段，上清瞬间变清爽，不堵柱子，不伤填料，更不影响目的蛋白活性。

加入铁锤裂解液孵育十分钟后样品

5、爱必信超级裂菌液使用方法和测试效果

• 1g 湿菌体+ 9 mL Tris-HCl 缓冲液+1mL铁锤超级裂菌液
• 在4-25℃条件下（温度根据蛋白稳定性进行合理选择），裂解 1-10min，菌体悬液逐渐清亮透明。
• 如果目的蛋白为可溶蛋白，取上清进行后续纯化如果目的蛋白是包涵体，可以选择更长裂菌时间，尽量充分消化细胞壁，以便获得纯度更高的包涵体。
• 缓冲液不推荐磷酸盐（PBS），因其会抑制核酸酶活性，但抑制作用并不明显，如果使用 PBS 缓冲液，请适当延长裂菌时间。
• 因裂菌液采用了溶菌酶消化细胞壁的策略进行破壁，会释放胞壁二糖成份，竞争结合麦芽糖结合蛋白的底物结合位点，因此本产品与 MBP-tag 纯化体系不兼容。其它常见的 技术体系不受影响。

使用绿色荧光蛋白作为样品进行裂解测试。与对照相比，随着裂菌液添加比例的提高，裂解效果不断提升;同时随着裂解时间的增加，菌体的裂解效果逐渐充分（1x浓度是推荐用量，可以通过增加用量或者延长时间来提升裂解效果）

超级裂菌液裂解的蛋白，相比于超声裂菌，目的条带下方的杂带更少，洗脱后纯度更高。
产品信息：

abs90607-100mL 超级裂菌液