Rekombinantā proteīna ekspresija ir proteīna ražošana, kas iegūta no rekombinantās DNS. Tā ir izplatīta metode molekulārajā bioloģijā un hormonu aizstājēju farmaceitiskajā ražošanā. Rekombinantā DNS ir specifiska gēna daļa, kas paredzēta viena produkta ekspresijai saimniekšūnā, ko vada īpaši ķīmiski faktori, lai pareizais proteīns tiktu ekspresēts lielos daudzumos. Daudzi hormoni un fermenti, kas vēsturiski tika iegūti no dzīvnieku izcelsmes avotiem, tagad tiek sintezēti ar rekombinanto proteīnu ekspresiju, pēc tam tiek savākti un attīrīti no saimniekšūnām.
Lai ekspresētu rekombinantos proteīnus, saimnieka genomā jāievada rūpīgi atlasītas DNS sekvences. Ģenētiskā koda daļu paņemšana no viena organisma un ievietošana cita organisma šūnu kodolos ir klonēšanas veids. To veic, ievietojot kodolā rekombinantās DNS secību, kas kodē vēlamo proteīnu, kas ierosina gēna ekspresiju, transkribējot to RNS. Rekombinantās olbaltumvielas tiek samontētas, kad mRNS gabali, kas satur informāciju no DNS, migrē uz ribosomām no šūnas kodola un tur sāk proteīna ražošanu saskaņā ar noteiktu šablonu.
Saimnieka šūnas nesagatavos pietiekamu daudzumu rekombinantā proteīna, ja vien DNS netiks ievadīta ar atbilstošiem vektoriem, lai pareizā ģenētiskā informācija tiktu izteikta pietiekamā daudzumā. Olbaltumvielu ekspresijas faktori ir molekulārie signāli, kam jāpavada rekombinantā DNS, kad tā tiek ievietota saimniekšūnās, lai nodrošinātu mērķa proteīna pārmērīgu ekspresiju. Tas ir vienīgais veids, kā rekombinanto proteīnu ekspresija var iegūt pietiekami daudz vielas farmaceitiskai vai laboratorijas lietošanai.
Ribosomu proteīna montāža nepabeidz proteīna ekspresijas procesu, jo novākšanas laikā baktēriju vai rauga šūnu saturs tiek sajaukts ar galaproduktu. Ekspresētie rekombinantie proteīni ir jāattīra, atdalot tos no iznīcināto šūnu daļu gabaliņiem. Dažreiz molekulārais tags marķē proteīnu, lai tas varētu saistīties ar metālisku vai citu vielu un tikt izolēts no atkritumiem. Pastāv dažādas metodes atkarībā no tādiem faktoriem kā proteīna lielums un saimniekšūnas sarežģītība.
Cilvēka rekombinanto proteīnu ekspresijai ir plaši komerciāli un medicīniski pielietojumi. Daudzi hormoni, antivielas un fermenti iepriekš tika iegūti no dzīvnieku vai līķu audiem, bet tagad tiek ražoti sintētiski, izmantojot rekombinantās DNS tehnoloģiju. Divi īpaši svarīgi piemēri ir cilvēka augšanas hormons un insulīns. Daudzas hormonu aizstājterapijas balstās uz sintētiskiem proteīniem, tāpat kā dažādi testi, ko savās laboratorijās izmanto molekulārie un šūnu biologi. Daudzos gadījumos baktērijas tiek izmantotas kā saimniekšūnas vienkāršiem produktiem, savukārt sarežģītāku rekombinanto proteīnu ekspresiju, jo īpaši dzīvnieku gēnu ekspresiju, var veikt sēnēs un raugos.