大肠杆菌，也称大肠埃希氏菌（E.coli,Escherichia coli），其作为表达宿主的优势是遗传背景清晰、生产成本较低，不足之处是无翻译后修饰功能，不适用于表达复杂蛋白。生物域同行们结合其优劣势，使用大肠杆菌生产了多品类的预防性疫苗、治疗性重组蛋白、治疗性酶、医美原料、科研用酶和工业用酶。

 

用于一般蛋白表达的宿主菌及其选择

（1）大肠杆菌BL21

大肠杆菌BL21的基因型为B F-dcm ompT hsdS(rB-mB-)gal[malB+]κ-12(λS)，各个基因型简析如下：

B：代表B系菌种；B系大肠杆菌属于lon-dcm-基因型，lon突变导致ATP依赖性蛋白酶Lon缺失，减少重组蛋白的降解，提高重组蛋白产量。dcm突变使胞嘧啶甲基化酶失活（CCWGG），用于制备特定位点未甲基化的DNA，使用甲基化敏感的限制性酶进行酶切时需格外注意。

F-：不含F致育因子。

dcm：如上，B系菌株均带有dcm基因型。

ompT：ompT基因突变导致外膜蛋白酶VII缺陷，减少重组外源蛋白的降解，可提高目的蛋白的表达量。

hsdS(rB-mB-)：菌株具有失活的原生限制/甲基化系统，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区域来源于E.coli K-12（K系菌株）。

适用质粒：大肠杆菌BL21表达大肠杆菌RNA聚合酶，适合依赖于大肠杆菌RNA聚合酶的质粒载体，如pGEX、pMAL等。小伙伴们要注意了，BL21菌株不表达T7 RNA聚合酶，不适合T7启动子；常用的原核表达载体pET系列是T7启动子，不能与BL21菌株配套使用。

（2）大肠杆菌BL21(DE3)

大肠杆菌BL21(DE3)基因型为B F-OmpT hsdS B(rB-mB-)gal dcm[malB+]κ-12(λS)(DE3)，是被λ噬菌体DE3溶原化获得的BL21衍生菌株，DE3区域包括由lacUV5启动子控制的T7 RNA聚合酶基因与lac阻遏蛋白过表达突变基因，通过IPTG诱导目的蛋白表达。

适用质粒：大肠杆菌BL21(DE3)基于T7启动子和非T7启动子的质粒载体，包括pET系列、pGEX和pMAL。

大肠杆菌BL21(DE3)是一般蛋白表达的常用宿主，存在一定的本底表达，因此不适用于毒性蛋白的表达。

（3）大肠杆菌BL21 Star(DE3)

大肠杆菌BL21 Star(DE3)基因型为B F-ompT hsdSB(rB-mB-)gal dcm rne131(DE3)，增加了rne131突变（RNase E编码基因），导致RNase E表达缺陷，可以增强mRNA稳定性，提高外源蛋白表达量。

适用质粒：大肠杆菌BL21 Star(DE3)适用基于T7启动子和非T7启动子的质粒载体，包括pET系列、pGEX和pMAL。

大肠杆菌BL21 Star(DE3)用于一般蛋白的表达，不建议表达毒性蛋白。