蛋白的重組表達是指將外源基因克隆在含有特定啟動子的表達載體中，讓其在大腸桿菌中在IPTG的誘導下過量表達。不同蛋白適合不同的表達體系，包括表達載體、宿主菌株、誘導條件。
表達載體的選擇：
融合蛋白表達載體的選擇受多因素限制，首先載體上要有合適的多克隆位點。其次需要根據后續的蛋白純化條件選擇合適的融合標簽，常用的融合標簽有His.Tag、GST.Tag、Nus.Tag和Trx.Tag。其中His標簽比較小，對蛋白的結構性質沒有明顯的影響，親和層析純化后可以不作標簽切除的處理；但是像GST這樣稍大的標簽在后續過程中需要用專一性酶切除。在許多實際應用中常希望表達可溶的活性蛋白，特定目標蛋白的溶解性取決于多種因素，包括載體，其中帶有GST.Tag的載體可以增加融合蛋白的溶解性。
宿主菌株的選擇：
相同的蛋白在不同的宿主中表達狀態可能會有所不同，目前應用最廣泛的是BL21系列宿主。而從BL21衍生而來的Rosetta宿主菌可增強帶有大腸桿菌稀有密碼子的真核蛋白的表達。該菌株通過一個相容性氯霉素抗性質粒補充密碼子AUA、AGG、AGA、CUA、CCC和GGA的tRNAs。這樣Rosetta菌株提供了“萬能”的翻譯，從而避免因大腸桿菌密碼子使用頻率導致的表達限制。BL21(DE3)宿主有利于包涵體形成。
誘導條件：
誘導條件的改變同樣影響蛋白的表達，一般實際應用中需要的大多是可溶性蛋白，這就需要摸索最適的誘導溫度。大部分蛋白在低溫（15～25℃）過夜誘導的條件下合成的可溶性蛋白的比例會比較大。此外誘導劑的濃度對蛋白的表達狀態也是有影響的，低濃度誘導劑有利于可溶性蛋白的表達。較高的溫度可能增加了蛋白質合成的速度、折疊中間體形成聚集體的速度以及疏水相互作用力，表達的蛋白質易于以包涵體的形式存在。而較高濃度的誘導劑（0.8～10mM IPTG）也能促進菌體中包涵體的形成。對于帶普通T7啟動子的pET重組子，終濃度為0.5mM的IPTG可以實現完全誘導，而帶有T7lac啟動子的載體則需要終濃度為0.8mM的IPTG才能完全誘導。
在一些DE3宿主菌中通過調節IPTG的濃度可以改變蛋白表達的水平，一般在進行蛋白的大量表達之前會進行小量的測試誘導，確定最佳IPTG濃度和最適的的誘導溫度使目的蛋白達到最佳的活性和溶解性。誘導的具體操作見下文。
實驗前需要配置的試劑：
LB液體培養基（1L）： 10g NaCl、5g Yeast extract、10g peptone
TAE Buffer： (50×,1L)： 242g Tris、37.2g Na2EDTA·2H2O、57.1ml醋酸，調pH 8.5
Lysis Buffer： 50mM Tris、250 mM NaCl、0.34g咪唑，調pH 8.0
SDS-PAGE Buffer(5×,1L)： 15.1g Tris、94g Glycine、5g SDS
Loading Buffer(5×,5ml) ： 250mM? Tris -HCl（pH6.8）、10％（W/V）SDS、 50％（V/V）甘油、5％（W/V）DTT
Wash Buffer(His標簽用,1L)：8g NaCl、1.44g Na2HPO4、0.24g KH2PO4、0.2g KCl、 3.4g咪唑，調pH8.0
Elution Buffer(His標簽用,1L)：8g NaCl、1.44g Na2HPO4、0.24g KH2PO4、 0.2g KCl、17g咪唑，調pH8.0
Wash Buffer(GST標簽用,1L)：50ml 1.0MTris-HCl、5.84g NaCl、0.771gDTT、 0.116g EDTA，調pH8.0
Elution Buffer(GST標簽用)：50mM Tris-HCl、20 mM GSH，調pH8.0
透析液（PBS,1L）：8g NaCl、1.44g Na2HPO4、0.24g KH2PO4、0.2g KCl，調pH7.3
緩沖液A：50mM Tris-HCl (pH8.5)、1mM EDTA、 100mM NaCl、1%Triton X-100
緩沖液B：50mM Tris-HCl (pH8.5)、1mM EDTA、100mM NaCl、1%Triton X-100、 2M脲素
緩沖液C：50mM Tris-HCl (pH8.5)、 1mM EDTA、100mM NaCl、1%Triton X-100、 2M鹽酸胍
溶解緩沖液D：50mM Tris-HCl (pH8.5)、1mM EDTA、100mM NaCl、10mM DTT、2mM脫氧膽酸鈉、8M脲素
小量誘導表達
一般在進行大量的蛋白誘導表達之前會先進行預實驗，預實驗主要是以實驗室最基本的誘導條件為基礎進行小量誘導，以初步檢測目標蛋白是否能夠表達。以下是蛋白小量誘導表達的詳細操作步驟：
⑴ 重組質粒的轉化
質粒轉化步驟同連接產物的轉化。若由于密碼子優化需要的費用較高，在構建載體時沒有進行優化，則可以選擇本公司的不同宿主進行誘導，以達到最優效果。
?⑵ 挑取含重組質粒的單個表達單菌落至2ml LB（含對應的抗生素）中37℃過夜培養。
⑶ 按1∶50比例接種擴大培養，37℃震蕩培養至OD600至0.4-1.0（最好0.6，大約需3h）。
⑷ 在OD600達到0.4～0.8后加入IPTG誘導劑進行誘導，并且對IPTG的濃度，誘導溫度設置交叉實驗，以獲得最優誘導條件，同時設置一組不加誘導劑的作為對照，37℃震蕩培養3h。
⑸ 分別取菌體1ml，12,000g離心30s收獲沉淀，用100μl PBS重懸，混勻，100℃ 10min。
⑹ 12,000g離心1min，取上清作為樣品，用作SDS-PAGE等分析。
根據預測的蛋白的大小制備相應的分離膠，小樣檢測目表蛋白是否表達。
對于蛋白質檢測這一部分，目前已經有許多商品化的試劑出售，例如電泳過程中的SDS-PAGE電泳緩沖液（Frdbio,Cat NO.WBR0301）福因德科技（Frdbio）有現成的配好的試劑購買，無需自己花時間配制，此外，由于用于制PAGE膠的丙烯酰胺有神經毒性，福因德科技（Frdbio）也有制膠試劑盒（Frdbio,Cat NO.WBR0401）供大家選擇。
注：福因德科技（Frdbio）生產的自動誘導培養基－IntelligentT7表達培養基（Frdbio,Cat NO.PRE0012）可使用方便，中途無需人為加入誘導劑，菌液搖到飽和時自動開啟目標蛋白表達模式，且可使蛋白表達量提高幾倍甚至十倍。另外，毒性蛋白表達的難題也可以用此自誘導培養基解決。
對于目標蛋白沒有成功表達的主要從以下幾個方面去思考：
⑴ 載體構建是否出現問題，比如由于人為的原因導致的讀碼框錯誤。
⑵ 蛋白誘導表達的條件是否合適，更換誘導的條件，比如誘導溫度、IPTG濃度等。
⑶ 是否需要更換載體，有的蛋白表達不出來但是在更換表達載體后又能夠正常表達了。
⑷ 目的基因本身是否含有許多稀有密碼子，尤其是起始密碼之后的15個堿基之內的稀有密碼子，對蛋白表達有著很重要的影響。
⑸ 菌體內的質粒是否丟失，當選用帶氨芐青霉素抗性的載體時，有可能產生β-lactamase降解了抗生素，使質粒丟失。
⑹ 表達重組的蛋白是否為毒性蛋白，對宿主細胞有毒性，致使菌體裂解。對于這種情況可通過更換宿主細胞來解決，比如Rosetta(DE3)（Frdbio,Cat NO.?MCC0050）。
⑺ 是否需要更換宿主，不同的宿主菌其基因型是不一樣的。有些經過特殊修飾的載體，或者特殊用途的載體，必須選擇合適的宿主菌進行表達。因此，當目的蛋白沒有表達出來時，可以考慮更換宿主菌