大腸菌における組換えタンパク質の毒性：BL21（DE3）、C41（DE3）、およびC43（DE3）の過剰発現の比較

C41（DE3）およびC43（DE3）と呼ばれる大腸菌BL21（DE3）の2つの変異株は、元々MirouxとWalkerによって記述されており、バクテリオファージT7 RNAポリメラーゼ発現システムを使用した組換えタンパク質過剰発現に関連する毒性を克服するために頻繁に使用されます。プラスミドの毒性が非常に高いため、BL21株（DE3）の形質転換を防ぐ場合でも、毒性タンパク質はC41（DE3）および/またはC43（DE3）でしばしば正常に発現できます。この研究では、いくつかのタイプのタンパク質をコードするさまざまなプラスミドを使用して、BL21（DE3）、C41（DE3）、およびC43（DE3）で、形質転換を受けて発現する能力を調査しました。C41（DE3）およびC43（DE3）では常に変換が可能でしたが、テストした発現ベクターの62％でBL21（DE3）の形質転換体を得ることができませんでした。さらに、誘導後、両方の変異株での異種タンパク質の発現は、一般にBL21（DE3）よりも優れています。この研究では、プラスミドPSC101からベクター骨格にPAR遺伝子座を添加することにより、タンパク質の発現中の培養中のプラスミドの安定性も強化しました。プラスミドのサブセットの安定性（誘導後3時間後に測定）をC41（DE3）およびC43（DE3）で決定し、C43（DE3）で62〜92％、C41（DE3）で10から90％まで変化します。。この研究は、これらの株C41（DE3）およびC43（DE3）の有用性が、毒性組換えタンパク質の発現中のプラスミド不安定性の問題を解決する際の有用性を示しています。

Two mutant strains of Escherichia coli BL21(DE3), called C41(DE3) and C43(DE3) and originally described by Miroux and Walker, are frequently used to overcome the toxicity associated with overexpressing recombinant proteins using the bacteriophage T7 RNA polymerase expression system. Even when the toxicity of the plasmids is so high that it prevents transformation in the strain BL21(DE3), the toxic proteins can often be expressed successfully in C41(DE3) and/or C43(DE3). In this work, using a range of plasmids coding for several types of proteins, we investigated in BL21(DE3), C41(DE3), and C43(DE3) their ability to undergo transformation and to express. While transformation was always possible in C41(DE3) and C43(DE3), we could not obtain transformants in BL21(DE3) for 62% of the expression vectors tested. Moreover, after induction, the expression of heterologous proteins in both mutant strains is generally better than in BL21(DE3). In this study, we also enhanced the stability of plasmids in culture during the expression of proteins by adding the par locus from the plasmid pSC101 to the vector backbone. The stability of a subset of the plasmids (measured 3 h after induction) was determined in C41(DE3) and C43(DE3) and varies from 62 to 92% for C43(DE3) and from 10 to 90% for C41(DE3). This study demonstrates the usefulness of these strains C41(DE3) and C43(DE3) in solving the problem of plasmid instability during the expression of toxic recombinant proteins.