大腸菌におけるタンパク質溶解度、精製、免疫原性のための融合タグ：新規FH8システム

タンパク質は現在、多様な微生物細胞工場で広く生成されています。大腸菌は依然として組換えタンパク質産生の支配的な宿主ですが、細菌細胞としての問題もあります。外来タンパク質の不溶性包含体への凝集は、おそらく大腸菌発現システムの主な制限要因です。逆に、大腸菌の利点、コスト、使いやすさ、規模の利点により、この宿主細胞の組換えタンパク質生産の改善に向けられた新しいアプローチを設計するために不可欠です。遺伝的およびタンパク質工学の斬新なテーラード戦略を使用して、ユーザーまたはプロセスの要件に合わせて設計できます。遺伝子融合技術は、大腸菌の可溶性タンパク質産生および/または精製の改善、およびペプチドの免疫原性の増加にも広く使用されています。たとえば、最近研究され、最高の溶解性エンハンサーパートナーにランク付けされたFH8融合タグなど、新しい融合パートナーは常に出現しており、従来のソリューションを補完しています。このレビューでは、タンパク質生産の成功、可溶性タンパク質生産の強調、および最新の利用可能な遺伝子融合技術の包括的な要約を含む、大腸菌の組換えタンパク質生産を改善するための現在の戦略の概要を提供します。大腸菌の可溶性タンパク質産生、精製、および免疫原性に使用できる最近発見されたFH8融合システムに特に重点が置かれています。既存の融合タグの数はおそらく今後数年で増加するでしょう、そして、核融合タグが大腸菌でどのように行動するかをよりよく理解するために努力を払うべきです。この知識は、間違いなく、この細菌システムでタンパク質生産のための新しいテーラードされたツールの開発を促進します。

Proteins are now widely produced in diverse microbial cell factories. The Escherichia coli is still the dominant host for recombinant protein production but, as a bacterial cell, it also has its issues: the aggregation of foreign proteins into insoluble inclusion bodies is perhaps the main limiting factor of the E. coli expression system. Conversely, E. coli benefits of cost, ease of use and scale make it essential to design new approaches directed for improved recombinant protein production in this host cell. With the aid of genetic and protein engineering novel tailored-made strategies can be designed to suit user or process requirements. Gene fusion technology has been widely used for the improvement of soluble protein production and/or purification in E. coli, and for increasing peptide's immunogenicity as well. New fusion partners are constantly emerging and complementing the traditional solutions, as for instance, the Fh8 fusion tag that has been recently studied and ranked among the best solubility enhancer partners. In this review, we provide an overview of current strategies to improve recombinant protein production in E. coli, including the key factors for successful protein production, highlighting soluble protein production, and a comprehensive summary of the latest available and traditionally used gene fusion technologies. A special emphasis is given to the recently discovered Fh8 fusion system that can be used for soluble protein production, purification, and immunogenicity in E. coli. The number of existing fusion tags will probably increase in the next few years, and efforts should be taken to better understand how fusion tags act in E. coli. This knowledge will undoubtedly drive the development of new tailored-made tools for protein production in this bacterial system.