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合成50mg蛋白?更灵活简便、快速高产的无细胞蛋白合成系统来了!

版权所有,转载请联系基因市场部
2021-04-02

无细胞蛋白合成系统(cell-free protein synthesis system,CFPS),无需活细胞即可进行目标蛋白的合成,该系统利用细胞裂解物作为基本反应系统,去除裂解物中的核酸和蛋白,保留蛋白转录翻译所必需的核糖体和酶系统等,如T7 RNA聚合酶、核糖体,折叠元件等,PCR产物、质粒载体和mRNA都可以做为反应模板。

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图1. 体外蛋白表达原理图。

 与传统体内蛋白表达相比,无细胞蛋白合成系统(CFPS)无需突破了细胞的生理限制,其可调控性强、对毒性蛋白的耐受力高、可引入非天然氨基酸对蛋白选择性修饰、蛋白产量高,使得许多很难在体内合成的复杂蛋白在体外顺利表达。CFPS可应用于高通量药物筛选、大规模生产重组蛋白药物、开发新型药物蛋白、个体化定制肿瘤疫苗、酶制剂生产等领域,显示出其在生物制药领域的重要应用潜力。

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图2. 体外和体内蛋白合成方法的实验流程比较。

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基因有限公司代理的德国品牌Biotechrabbit提供一系列大肠杆菌、麦胚、昆虫三种不同宿主细胞来源的体外高效蛋白表达系统(Rapid translation system, RTS),可实现真核蛋白、原核蛋白、二硫键蛋白、Fab抗体片段、膜蛋白等各类蛋白的高效表达,反应体系分为小、中、大三种规格,最高可实现24小时内50mg蛋白表达。

RTS无细胞蛋白合成系统技术特色

01

特色无细胞持续交换反应体系

RTS无细胞蛋白合成系统反应体系有间歇式(batch)反应和特色CECF(Continuous Exchange Cell Free,无细胞持续交换系统)体系。

CECF体系

通过半透膜将反应体系分为反应室和供应室。反应底物和能量可以通过半透膜从供应室源源不断地向反应室提供,而反应产生的副产物通过半透膜扩散到供应室,保证了反应的长时间进行,将蛋白合成反应时间延长到24小时,因此具有更高的产率。

特点:反应时间持续24h,高产率,可引入多种标记,适用质粒载体为模板。

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图3. CECF技术原理图

Batch体系

在这种体系中,当反应进行4个小时左右时,由于底物的消耗和副产物的增多,反应受到抑制,因此Batch间歇式反应时间一般为2-4小时。

特点:2-4h快速简便合成,灵活选择,可自动化,适用线性 PCR和质粒载体为模板。

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图4. Batch系统与CECF持续能量交换系统的体外蛋白合成区别示意图。

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图5. Batch系统体外蛋白合成(左)与增加CECF持续能量交换系统的体外蛋白合成(右)合成24h 蛋白产量对比,CECF系统蛋白产量达6mg/ml,蛋白表达持续24h没有抑制。Batch系统体外合成蛋白产量0.4mg/ml,蛋白快速表达持续2-4h。

02

 特色高产能量供给技术

RTS无细胞蛋白表达系统特色高产HY(High Yield Biochemistry)技术,通过对缓冲液系统和能量供应系统的优化,以糖酵解的方式为持续长时间的合成反应提供稳定足够的能量,两种系统(Batch和CECF)加载HY biochemistry技术,提高蛋白产量。

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图6. 不同方法的体外蛋白合成系统得率对比。底下红色线为传统体外合成产品,中间蓝色线和上面绿色线分别为Biotech的CECF技术和CECF+HY技术的产品。可见配合CECF+HY技术,蛋白产量提高10倍。

RTS无细胞蛋白合成系统优势


1

省时简便

●  无需细胞的转化,培养和诱导;

●  无需克隆,可直接用PCR片段为模板

●  适用于质粒和PCR线状DNA模板;

●  体外表达系统在2-4小时(batch系统)或24小时(CECF系统)可完成蛋白合成反应;

2

系统灵活性:

●  可根据目标蛋白性质在反应体系中加入分子伴侣、去污剂及一些辅助因子,提高蛋白的溶解性和活性,便于合成条件的筛选;

●  可根据需求引入特殊标记,掺入荧光标记氨基酸、非天然氨基酸、生物素标记、放射性标记等;

●  合成规模可调,从20μg~50mg;

3

高产高通量

●  高产量:大肠杆菌CECF系统1ml反应体系蛋白产量高达6mg,10ml反应体系蛋白产量高达50mg

●  体外蛋白合成系统可实现高通量蛋白合成;

4

适用性广

●  克服蛋白毒性:即使对宿主细胞有毒性的蛋白也可顺利合成。

●  特色二硫键蛋白合成试剂盒,满足特定空间结构和功能蛋白的合成需求。

5

特异性好

只有目标蛋白才会被合成,合成产物无需进行复杂的纯化步骤。

产品满足多种需求

Biotechrabbit RTS 产品提供大肠杆菌、麦胚或昆虫三种不同宿主细胞来源的产品。常用的E. Coli来源试剂盒以冻干粉形式提供,易于储存和运输。不同大小规格可满足科研用户和工业用户的不同产量需求。


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基因有限公司代理德国Biotechrabbit的全线试剂耗材产品,包括无细胞蛋白表达产品,冻干粉形式的PCR/qPCR mix,并为全球范围内多家试剂盒生产商提供定制化的酶和蛋白等IVD级别原材料试剂,有强大的技术支持。

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