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近年来，利用细菌产生的冰核蛋白(Ice nucleation protein, INP)来构建异源的细胞表面展示体系在技术上发展迅速。INP是存在于丁香假单胞菌、欧文氏菌（Erwinia）、黄单胞菌（Xanthomonas）等十余种革兰氏阴性菌中的分泌型表面蛋白质[2]。从结构上看，INP由3个典型区域组成：N末端区域(占全序列的15%)，相对疏水，包含3~4个可能与膜转移相关的结构部分以及可与细胞壁成分相锚定的结构成分；C末端区域(占4%)，因富含碱性氨基酸残基而高度亲水，主要生理功能是参与冰晶的形成；中间结构单元(占81%)，通常由8-、16-、48-个氨基酸残基的序列重复区域组成，并富含Ala、Thr、Ser、Gly等亲水性氨基残基，它在冰晶形成过程中起到“晶核”的作用。迄今，已证实全长的或者删除中间重复序列部分的InaK蛋白，均可引导并实现异源蛋白的表面展示[5]。
INP是一种分泌性蛋白，其表面锚定性能取决于其分泌活性的大小，但INP分子结构中并无明显的分泌信号序列，因此该蛋白是通过何种途径从细胞中进行分泌目前尚缺乏研究。不过，已在多种异源宿主中观察到所表达的INP可被分泌出细胞外，但分泌效率有差异，如不同大肠杆菌受体菌展示同一融合基因时出现展示效率差异较大，甚至有些宿主菌(如Moraxella sp.)会产生生长抑制现象。对于同一运载蛋白在不同宿主之间出现展示效率的差异性，目前尚难以解释，但一般认为，一个良好的细胞表面展示系统，其锚定单元、目标功能蛋白以及宿主菌之间必须处于一种相互协调的状态，这样细胞表面所展示的目标蛋白才能获得较高的生物学活性。其作为细胞表面展示的载体蛋白，与其它载体蛋白相比较，具有以下优点：一、可在多种不同种属宿主细胞的生长稳定期稳定表达，不易被细胞内外的蛋白酶降解，其表达的融合蛋白在宿主细胞表面展示效率高[10]。此外，目前尚未有阻碍宿主细胞生长或影响乘客蛋白活性的报道；二、中间重复单元结构可以根据需要加以取舍而不影响融合蛋白的表达，可以携带较大分子量的乘客蛋白[11]。目前成功用于细胞表面展示的除了整个INP序列外还包括N-、C-末端以及中间若干重复序列构成的N末端-重复序列-C末端锚定单元[12]，N-、C-末端融合构建的锚定单元[13]和仅用N末端构建的锚定单元 [14]；三、INP分子结构本身具有分泌、引导定位和固着细胞表面三重功能，无需辅助蛋白[15]。
存在的问题及展望
目前，INP已用来展示不同种类的外源蛋白并应用于多个研究领域，以INP构建的细胞表面展示体系越来越引起广泛的研究兴趣[16]。虽然细菌细胞表面展示技术已被广泛研究和应用，但这一技术还有局限性：一、细菌细胞表面展示体系对乘客蛋白的大小有限制，往往只能展示分子量较小的蛋白质，大分子量蛋白质与运载蛋白的融合表达往往影响到跨膜运输，使得融合蛋白表面展示效率降低；二、载体蛋白与乘客蛋白结构容易互相影响，尤其是分子内含有二硫键或需要帮助折叠成正确构象的乘客蛋白，一旦与运载蛋白融合就会干扰其正确折叠，从而降低乘客蛋白的活性；三、外源蛋白的过量表达给宿主菌带来负担，不利于宿主菌的正常生长代谢，有些甚至导致宿主菌的死亡；四、目前细胞表面展示体系的构建是基于细菌质粒载体，而质粒上往往含有抗生素抗性基因，这样构建的工程菌含抗生素抗性，限制了细菌细胞表面展示的推广应用。
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