重组蛋白（recombinant protein）是指应用重组 DNA 或重组 RNA 技术而获得的蛋白质。重组蛋白工程先应用基因克隆或化学合成技术获得目的基因（gene of interest，GOI），连接到适合的表达载体，导入到特定的宿主细胞，利用宿主细胞的遗传系统，表达出有功能的蛋白质分子。

                                 细胞重组蛋白工程

一、溶解重组蛋白产品步骤：
第1步：开盖前离心试剂管。冻干粉在运输过程中可能会因颠簸而漂散并粘贴于管壁或管盖上，所以在打开塑料瓶盖前，需将冻干粉通过离心收集到管底，以便用很小体积的液体即可将冻干粉完全溶解。一般需要3000-3500rpm离心5min，效果良好。

第2步：用无菌水重悬至0.1-1.0 mg/ml，不可振荡。这个步骤即为溶解步骤，非常重要。
1) 一定要用推荐的溶液重悬(或溶解)冻干粉。蛋白的溶解性与很多因素有关，其中比较重要的是pH值和离子强度。产品说明上所标明的溶解液是能够将该细胞因子或重组蛋白完全溶解的液体。如果您所用的溶解液的pH值和离子强度与说明书中所标明的不符，很多时候会造成细胞因子或重组蛋白不能完全溶解或者根本无法溶解，这样所配得的细胞因子或重组蛋白必然活性不够或丧失。
2) 一定要溶解到指定的浓度。蛋白在一定的浓度范围内可以保持良好的稳定性，这个范围就是说明书上所标明的浓度范围，一般为0.1-1.0 mg/ml。但这一浓度范围对于不同的重组蛋白是不同的。高于或低于该浓度范围时细胞因子或蛋白会不稳定，即很容易出现活性下降的现象。其次，高于这个浓度范围，可能会超过该蛋白的最大溶解浓度，即蛋白无法完全溶解。再者，高于或低于该浓度范围，蛋白可能会出现聚集(aggregation)，最终结果还是部分蛋白未溶解，导致蛋白活性的减弱。
3) 一定不能振荡(vortex)。这里所说的振荡是指用涡旋仪进行快速振荡。请用放至室温的缓冲液作为溶剂。加缓冲液后，盖好瓶塞，轻轻用手翻转瓶子或把瓶子放在一个缓慢摇摆的摇床上。这样做来保证缓冲液能够接触到瓶子的整个内壁。 让瓶子在室温放置至少10 - 15分钟，然后可以进行分装或使用。

第3步：该重悬液在2-8℃最长可保存1周。
用说明书上推荐的溶液将细胞因子或重组蛋白重悬到推荐的浓度后，细胞因子或重组蛋白可放置在2-8℃，即冰箱的冷藏室。在这种条件下，细胞因子或重组蛋白的活性最长可保持1周。这对一个周期为5-7天的实验，如DC(树突状细胞)的诱导成熟是足够的。在此期间，只要每次从冰箱里吸取一定量的细胞因子或重组蛋白溶液加入到培养体系内即可。
其实，说明书上推荐的浓度对于一般的实验来讲是比较高的。所以用户通常会将该溶液进一步稀释后再放在4℃保存，待1周内用完。如进行稀释，必须遵照下面第4步的方法，即需用含载体蛋白的溶液进行稀释，否则稀释后的细胞因子或重组蛋白很容易会粘附在管壁或瓶壁上，使得溶液中的细胞因子或重组蛋白的浓度下降，细胞因子或重组蛋白的总活性则大为减弱。

第4步：如要长期保存，则需用含载体蛋白(如0.1% BSA，或10% FBS，或5% HSA)的溶液进一步稀释，然后分装冻存于-20℃至-80℃。
如果一个实验周期长于一周，或配制的细胞因子或重组蛋白一次用不完，我们就需对细胞因子或重组蛋白进行长期保存。方法是：将已重悬的细胞因子或蛋白用含载体蛋白，如0.1% BSA(牛血清白蛋白)，10% FBS(胎牛血清)，5% HSA(人血清白蛋白)的溶液将重悬液进一步稀释，然后分装冻存于-20℃至-80℃，即常规冰箱的冷冻室或超低温冰箱中。
在分装冻存前，一定要用含载体蛋白的溶液将重悬液进一步稀释。稀释后的细胞因子或重组蛋白可为任意浓度，因大量的载体蛋白可以保证低浓度细胞因子或重组蛋白仍然维持较高的稳定性。
即在做无血清培养或动物的体内实验时，细胞因子中不能含有BSA，FBS或HSA等动物或人的蛋白，要想长期保存细胞因子或重组蛋白则可用海藻糖(Trehalose)作为载体，用含海藻糖的溶液来稀释已重悬的细胞因子或重组蛋白，然后分装冻存。

重组蛋白表达在现代生物学技术发展中起着重要的推动作用。通过利用宿主实现外源性蛋白表达,为一些重要蛋白尤其是人源蛋白的结构和功能研究的提供了强有力的工具。为了能够进行后续的结构功能研究，所获得的重组蛋白必须可溶，稳定，正确折叠以及具有生物活性。
然而，实际研究中，这些往往成为获得一个理想重组蛋白的障碍。重组蛋白表达的可溶性成为首要解决的问题。因此，许多融合标签被引入。

下面介绍常用的促溶标签特点，对实验中遇到的重组蛋白溶解性问题有所帮助。
1.麦芽糖结合蛋白
麦芽糖结合蛋白（Maltose binding protein，MBP）是大肠杆菌K12品系中的一个自由蛋白，由malE基因编码，分子量为42kDa，属于大肠杆菌吸收和分解麦芽糖通路的一员。
MBP标签最出色的特点是它强大的促溶能力。主要表现在两方面：促溶范围广，促溶效率高。MBP标签得到广泛应用的另一个重要原因是它能够通过标签和直链淀粉特异结合并在10mmol/L麦芽糖非变性条件下洗脱，从而实现单极纯化。另外，将MBP融合在N端或C端都具有促溶作用。目前已经有商业化的MBP融合标签载体来适应研究需要。
2.谷胱甘肽巯基转移酶
谷胱甘肽巯基转移酶（Glutathione S- transferase， GST）, 最初被发现于日本血吸虫，蛋白大小26kDa，是一个常用的可溶性亲和纯化标签。
GST最突出的优点是它能够与固定的谷胱甘肽产生亲和力，在10mmol/L还原型谷胱甘肽的非变性条件下洗脱，最终达到亲和纯化目的。GST对重组蛋白还有另一个有利作用，就是减少宿主内到那边的降解，增加蛋白稳定性。但是有报道指出GST的促溶效果并不十分明显。
3.硫氧还蛋白
硫氧还蛋白（Thioredoxins）是一系列广泛存在于生物体内的氧化还原酶，它能通过置换硫代二硫化物来减少二硫键的结合。常用作融合表达标签的硫氧还蛋白A(TrxA), 分量为11.6kDa，来源于大肠杆菌。
TrxA标签最独特的优点是它的热稳定性。TrxA本身不作为亲和标签来进行重组蛋白优化，而是通过在高温条件下将杂蛋白变性去除而重组蛋白得以保存。TrxA也具有极好的促溶效率，用作促溶标签时可将重组蛋白的可溶性表达从12%提高至95%。
4.小泛素样修饰蛋白
小泛素样修饰蛋白（small ubiquitin-related modifier，SUMO）在真核生物中极为普遍存在，而原核生物中未曾发现。常用作融合标签的SUMO来源于啤酒酵母，分子量11.5kDa。
SUMO标签最大的特点是能够被SUMO蛋白酶特异识别并高效降解，使得后续标签移除过程准确高效。SUMO标签不仅能够加强重组蛋白的可溶性，也能提高其表达量。
由于真核细胞内存在内源性SUMO蛋白酶，所以野生型SUMO标签不能在真核表达体系中应用。LifeSensors公司已经开发出工程改造的SUMO标签及配套的特异性蛋白酶，使得SUMO标签可以适用于酵母，昆虫细胞和哺乳动物细胞等真核表达体系。
5.NusA标签
NusA蛋白（N-utilization substance A）是大肠杆菌中一类转录延长的抗终止因子，分子量约55kDa。
由于NusA有着促进DNA转录和减缓翻译的生物活性，使得表达出来的蛋白有更多时间进行折叠，能让重组蛋白得到稳定和有活性的表达，即使不移除NusA标签，融合蛋白依旧能存在活性。
6.其他促溶标签
有很多促溶标签因其自身特有的性质，常用作有某种特定性质的目的蛋白融合表达。例如，来源于大肠杆菌的I型蛋白质二硫键异构酶DsbA具有高度亲水性，能够促进蛋白的可溶性表达。而且由于DsbA可以利用它具有的信号肽从细胞质向细胞周质间隙运输，可以利用这个标签进行蛋白分泌表达。H3AsO₄氧化还原酶（ArsC）可以促进有聚集倾向的外源蛋白在大肠杆菌中的可溶性表达。