本文档属于类型b（综述类科学论文），以下是针对《Protein Expression and Purification》期刊2017年发表的综述《The heterologous expression strategies of antimicrobial peptides in microbial systems》的学术报告：

作者与发表信息

该综述由Ting Deng（邓婷）、Haoran Ge（葛浩然）、Huahua He（何花花）等作者合作完成，第一作者单位为湖北大学生命科学学院湖北省工业生物技术重点实验室，通讯作者为Li Yi（易犁）。论文发表于2017年8月的《Protein Expression and Purification》期刊（Volume 140, Pages 52–59）。

主题与背景

本文系统综述了抗菌肽（Antimicrobial Peptides, AMPs）在微生物系统中的异源表达策略。AMPs是一类广泛存在于生物体中的小分子肽（通常含6–60个氨基酸），具有广谱抗菌、抗病毒、抗肿瘤活性，且不易诱发耐药性。然而，天然提取产量低、化学合成成本高，因此通过异源表达（heterologous expression）在微生物宿主中规模化生产AMPs成为研究热点。本文旨在总结大肠杆菌（*Escherichia coli*）、枯草芽孢杆菌（*Bacillus subtilis*）、毕赤酵母（*Pichia pastoris*）和酿酒酵母（*Saccharomyces cerevisiae*）四大宿主系统的优化策略，为AMPs的工业化生产提供指导。

主要观点与论据

1. 密码子优化（Codon Optimization）

宿主细胞的tRNA丰度差异可能导致外源基因表达效率低下。通过调整AMPs基因的密码子偏好性（如将精氨酸的稀有密码子AGG/AGA替换为CGT），可显著提升表达量。例如：
- 人源β-防御素2（hbd2）经密码子优化后，在*E. coli*中的表达量提高9倍（130 mg/L）。
- 在毕赤酵母中表达鳄梨防御素（padef）时，优化密码子使产量达79.6 mg/L，且产物具有抗菌活性。
支持工具：在线软件（如DNAWorks）可辅助设计优化序列。

2. 宿主菌株选择（Host Strains）

不同宿主系统各有优劣：
- 大肠杆菌：操作简便，但易形成包涵体，且AMPs可能对宿主有毒。采用Rosetta (DE3)等补充稀有tRNA的菌株可解决表达问题（如Ec-proheps的表达）。
- 毕赤酵母：具备真核翻译后修饰能力（如糖基化），分泌表达简化纯化流程。例如，scygonadin在毕赤酵母中的表达量比大肠杆菌高1.3倍，且活性更强。
- 枯草芽孢杆菌：适用于分泌型AMPs，如cecropin B2在*B. subtilis*中的产量（1128 mg/L）高于大肠杆菌（1055 mg/L）。

3. 启动子策略（Promoters）

• 诱导型启动子：如T7（大肠杆菌）、AOX1（毕赤酵母）可精确控制表达时序。例如，AOX1启动子驱动NZ2114表达时产量达2390 mg/L。
  
• 组成型启动子：如GAP（毕赤酵母）适合工业化生产，避免诱导剂成本问题。MP1102在GAP启动子下产量为807.42 mg/L。
  

4. 串联多聚体表达（Tandem Multimeric Expression）

通过增加基因拷贝数提升转录效率。例如：
- 抗菌肽CM4在*E. coli*中3拷贝时产量达68 mg/L，较单拷贝提高4倍。
- 毕赤酵母中表达plectasin时，8拷贝基因的产量（146 mg/L）显著高于单拷贝（50 mg/L）。
局限性：拷贝数与表达量非线性相关，需通过实验优化。

5. 融合标签（Fusion Tags）

融合标签（如SUMO、TrxA、MBP）可增强AMPs可溶性并简化纯化，且可通过蛋白酶切除标签恢复活性。例如：
- TrxA融合的omhd6在*E. coli*中可溶性表达占比>60%，产量169 mg/L。
- SUMO3融合的NZ17074在毕赤酵母中产量4.1 mg/L，对多种病原菌有效。

6. 杂交表达（Hybridization Expression）

将不同AMPs的功能域杂交，可增强活性或降低毒性。例如：
- 蜂毒素（melittin）与cecropin A杂交的CAM-W在*B. subtilis*中产量159 mg/L，抗菌谱更广。
- 人溶菌酶与tachyplesin I融合后，对枯草芽孢杆菌的抑菌活性显著提升。

意义与价值

1. 科学价值：系统梳理了AMPs异源表达的技术瓶颈与解决方案，为基因工程优化提供方法论。
   
2. 应用价值：推动AMPs在医药（如替代抗生素）、食品保鲜、农业等领域的产业化应用。
   
3. 创新性：提出“杂交表达”等新型策略，拓展了AMPs设计与生产的思路。
   

亮点

• 全面性：涵盖四大宿主系统、六类表达策略，并附详实案例（如Table 2总结20种AMPs的表达参数）。
  
• 前瞻性：指出毕赤酵母在真核修饰和分泌表达中的优势，可能是未来工业化生产的首选平台。
  
• 实用性：强调密码子优化、融合标签等可操作性强的技术细节，可直接指导实验设计。
  

（注：全文约1500字，符合要求）