蛋白质是细胞中最基本的生物大分子之一，具有重要的结构和功能作用。在生化实验研究中，常常需要大量的蛋白质作为实验材料。蛋白质表达和纯化技术是生物化学研究中的关键技术之一。本文将简要介绍蛋白质表达和纯化的原理和方法。
一、蛋白质表达技术
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蛋白质表达是将目的基因转录成RNA后再翻译成蛋白质的过程。蛋白质表达主要有原核细胞和真核细胞两种方法。原核细胞表达系统主要利用大肠杆菌，真核细胞表达系统则使用哺乳动物细胞，其主要的表达技术有以下几种： （一）重组蛋白质大规模表达
重组蛋白质是指人为构建的同源或异源蛋白序列，利用基因工程技术将其导入到表达宿主中进行高效表达的蛋白质。大肠杆菌是目前最常用的宿主。一般来说，要将目的基因插入到选择性表达载体中，选用合适的启动子和终止子，将目的蛋白质与标签结合。表达宿主随后被转化，蛋白质在生长过程中表达出来，随后进行纯化和鉴定。
（二）GST融合蛋白表达
GST融合蛋白是利用GST (glutathione S-transferase)标签的蛋白质，将GST和目的蛋白质融合在一起表达，然后通过Glutathione亲和层析纯化方法纯化目的蛋白质。GST融合蛋白可以提高目的蛋白质的稳定性和可溶性，使得其在细胞内表达更加稳定。 （三）His标签蛋白表达
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寿盒His标签是一种聚组氨酸标签，可以与Ni2+螯合，因此可采用Ni2+亲和层析的方法纯化。His标签融合蛋白表达时选择了较少的氨基酸标签，对目标蛋白的生物学性质和功能影响较小。
二、蛋白质纯化技术
蛋白质表达和纯化是蛋白质生物化学研究的关键。通常情况下，表达宿主细胞中的蛋白质必须经过纯化才能得到纯净的蛋白质，获得足够高纯度的蛋白质可用于测定其结构和功能。
（一）离子交换层析法
手动刨冰机离子交换层析法是利用蛋白质负荷（或正荷）的离子性质与相应的离子交换质团之间进行选择性结合的纯化方法。离子交换层析法分为阴离子交换层析和阳离子交换层析两种。
（二）凝胶过滤层析法
凝胶过滤层析法是利用分子量差异而进行分离的一种纯化方法。凝胶过滤层析操作简单，包容性较强，可有效消除杂质，因此常被用于初步纯化和柱前处理。
（三）亲和层析法
亲和层析法是通过靶标蛋白本身与某种化合物反应，形成化学亲和作用进行分离纯化。亲和层析法成本高，但可以快速、高效、简便地获得高纯度的蛋白质样品，因此是实验室中最常见的蛋白质纯化方法。
（四）分子筛分离法
永磁马达分子筛分离法是利用分子筛分离小分子和大分子，是利用小分子在固体表面的极静电吸引力，从而使大分子得以从混合体系中拓扑出的纯化方法。
总之，蛋白质表达和纯化技术是生物化学研究中至关重要的技术，为了得到足够高纯度的蛋白质，需要根据目标蛋白质的特性选择合适的表达宿主和纯化方法。对于蛋白质表达和纯化中存在的问题，生化学家们还将继续进行深入的研究，不断完善生物化学技术理论，从而推动生物医学领域的进步。
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