随着当代遗传学、基因组学及蛋白组学的高速发展，重组功能蛋白的市场需求急剧增大，被广泛应用于医药、诊断、食品、营养、洗涤剂、纺织品、皮革、纸张、纸浆、聚合物和塑料等领域，产生了巨大的经济价值与社会效益。已知的药用蛋白候选物重组成纤维细胞生长因子21能降低胰岛素水平，有助于减肥，使其成为肥胖和糖尿病等代谢性疾病患者的潜在治疗方法，预示着FGF21将有很大的市场需求。然而，FGF21使用的剂量相对较大，且产量低的现状限制其工业化的生产应用，探索易于获得高产重组FGF21蛋白的方法成为当前研究的重点。

为了提高重组蛋白FGF21的表达效率和产量，中药靶点模型研究组对表达载体和宿主细胞进行筛选并对载体进行改造设计，研究载体及宿主对重组蛋白表达影响的规律和适配性。针对原核表达体系，首先对高、中、低不同拷贝数的表达载体进行了筛选。在此基础上，不局限于表达载体上常用于插入目的片段的MCS区，以合成生物学设计思路，并采用多种合成策略设计了多个启动子串联的表达载体。关键点在于每个启动子后面可以串连多个目的基因，每个目的基因的前端都包含了独立的RBS区域，而RBS区域至启动子之间的序列均满足三个碱基密码子翻译原则，来确保目的蛋白的顺利表达。实验数据表明设计的多启动串联表达构建显著性优于常规构建，有效提高了重组FGF21蛋白的表达。最终成功开发了一种简便快捷且高效表达重组蛋白的方法，为其他重组蛋白的研究和应用提供更好的工具和平台。相关成果发表于Microbial Cell Factories。（文/图 刘龙英）

图 多种构建策略设计思路图