摘要：nuclera公司開發(fā)的eProtein Discovery無細(xì)胞系統(tǒng)整合無細(xì)胞蛋白合成與數(shù)字微流控技術(shù)，大幅縮短蛋白制備周期，適配多種難表達(dá)蛋白，詳情可咨詢上海曼博生物。

關(guān)鍵詞：無細(xì)胞蛋白篩選, 無細(xì)胞蛋白合成，cell free system，無細(xì)胞系統(tǒng)，AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)，膜蛋白GPCR，eProtein Discovery系統(tǒng),無細(xì)胞蛋白表達(dá),跨膜蛋白表達(dá),膜蛋白篩選制備,難表達(dá)蛋白,藥物靶點(diǎn)

在生物醫(yī)學(xué)研究與藥物開發(fā)領(lǐng)域，獲取活性、可溶性的純化蛋白是一項(xiàng)基礎(chǔ)核心的工作，特別是跨膜蛋白、含多個(gè)二硫鍵等難表達(dá)蛋白，更是藥物靶點(diǎn)研究的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)依賴活體細(xì)胞的蛋白表達(dá)方法流程冗長、步驟繁瑣，需經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)染、裂解、純化等多環(huán)節(jié)，周期長達(dá)數(shù)周乃至數(shù)月；且針對(duì)難表達(dá)蛋白，常出現(xiàn)表達(dá)失敗、產(chǎn)量不足、純化效率低、產(chǎn)物失活等問題，成為制約科研與藥物研發(fā)效率的核心障礙。

英國nuclera公司開發(fā)的eProtein Discovery蛋白表達(dá)篩選系統(tǒng)，通過結(jié)合無細(xì)胞蛋白合成技術(shù)與數(shù)字微流控操作，將“從DNA到活性純化蛋白”的全流程縮短至48小時(shí)，為難表達(dá)蛋白制備提供全新解決方案。上海曼博生物是nuclera品牌的官方代理商，可提供技術(shù)支持，如您需要了解更多關(guān)于無細(xì)胞蛋白表達(dá)篩選系統(tǒng)歡迎您點(diǎn)擊咨詢： https://www.mine-bio.com/nuclera/

一、技術(shù)核心：數(shù)字微流控驅(qū)動(dòng)，192種條件自動(dòng)化并行篩選
eProtein Discovery蛋白表達(dá)篩選系統(tǒng)并非單一設(shè)備，而是整合無細(xì)胞蛋白合成與自動(dòng)化操作的全流程解決方案，核心依托特制數(shù)字微流控卡盒與定制試劑，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的微型化、自動(dòng)化與并行化，從 DNA 到純化蛋白的核心流程僅需 48 小時(shí)，技術(shù)細(xì)節(jié)如下：

• 篩選維度：支持8種無細(xì)胞表達(dá)條件+24種構(gòu)建體的組合搭配，可并行完成192種表達(dá)條件的蛋白表達(dá)與可溶性篩選；
• 篩選周期：1天內(nèi)完成192種條件的自動(dòng)化篩選，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)高表達(dá)組合進(jìn)行微量純化分析，并給出放大生產(chǎn)的產(chǎn)量預(yù)測；
• 放大生產(chǎn)：研究人員依據(jù)系統(tǒng)推薦的適配方案，次日即可開展放大反應(yīng)，快速獲得微克至毫克級(jí)別的純化蛋白；
• 靈活配置：系統(tǒng)提供分子伴侶、氧化還原調(diào)節(jié)劑、金屬離子、輔助因子等多種反應(yīng)液添加劑，可根據(jù)目標(biāo)蛋白特性定制合成環(huán)境，適配不同折疊與穩(wěn)定性需求。

圖1. eProtein Discovery工作流程。從DNA到可溶性蛋白只需48小時(shí)。

二、應(yīng)對(duì)多種研究需求的實(shí)例
該系統(tǒng)已在多種復(fù)雜蛋白的制備中展現(xiàn)出適用性，涵蓋了基礎(chǔ)研究到藥物開發(fā)的不同環(huán)節(jié)。

• 跨膜蛋白的制備：跨膜蛋白是重要的藥物靶點(diǎn)，但其傳統(tǒng)制備方法依賴去垢劑，容易破壞蛋白天然結(jié)構(gòu)。eProtein Discovery系統(tǒng)可以引入“納米盤”技術(shù)，為跨膜蛋白提供一個(gè)類似細(xì)胞膜的脂質(zhì)環(huán)境。例如，針對(duì)細(xì)菌的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MsbA，該系統(tǒng)在兩天內(nèi)成功制備出具有活性的蛋白，其產(chǎn)量高于傳統(tǒng)方法，并且通過ATP酶活性測試和冷凍電鏡分析證實(shí)了蛋白結(jié)構(gòu)的完整性。
• 含二硫鍵蛋白的快速制備與驗(yàn)證：許多分泌蛋白和細(xì)胞因子需要形成正確的二硫鍵才能具備功能。以血管內(nèi)皮生長因子VEGF165為例，該系統(tǒng)通過測試不同可溶性標(biāo)簽和促進(jìn)二硫鍵形成的反應(yīng)液條件，快速確定了有利于可溶性表達(dá)的方案，并在兩天內(nèi)獲得了超過100微克的高純度蛋白。通過與SPR技術(shù)聯(lián)用，驗(yàn)證了該蛋白與治療性抗體貝伐珠單抗的結(jié)合能力，親和力達(dá)到皮摩爾級(jí)別，完整展示了從基因到功能驗(yàn)證的快速流程。

圖2：P17-VEGF165的放大表達(dá)與純化結(jié)果顯示，從1mL無細(xì)胞混合體系中可獲得106μg的可溶性蛋白，且純度較高

• 為傳統(tǒng)表達(dá)方法提供指導(dǎo)：該系統(tǒng)不僅可直接生產(chǎn)蛋白，其篩選結(jié)果還能為后續(xù)在大腸桿菌等活體系統(tǒng)中的大規(guī)模表達(dá)提供有價(jià)值的參考。通過無細(xì)胞系統(tǒng)快速評(píng)估不同蛋白截短體、突變體或同源物，以及不同可溶性標(biāo)簽的效果，可以預(yù)測其在活體系統(tǒng)中的表達(dá)情況，并幫助選擇更適合的表達(dá)菌株，從而減少活體表達(dá)前期的盲目篩選工作。
• 支持藥物靶點(diǎn)研究：在激酶抑制劑研發(fā)中，快速獲得高純度的活性激酶蛋白對(duì)于化合物篩選十分關(guān)鍵。例如，針對(duì)布魯頓酪氨酸激酶的不同結(jié)構(gòu)域變體，該系統(tǒng)能快速篩選出產(chǎn)量較高的構(gòu)建體，并制備出適用于生物分子相互作用分析的蛋白樣品，與SPR檢測技術(shù)結(jié)合，可在短時(shí)間內(nèi)完成小分子化合物的結(jié)合特性評(píng)估。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)：縮短周期與提升成功率
eProtein Discovery蛋白表達(dá)篩選系統(tǒng)的價(jià)值主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是大幅縮短了獲得蛋白樣品的時(shí)間周期；二是通過并行測試大量條件，為那些難以用傳統(tǒng)方法表達(dá)的蛋白找到了可行的生產(chǎn)方案，提高了整體項(xiàng)目的成功率。系統(tǒng)提供包括金屬離子、輔助因子、分子伴侶、氧化還原調(diào)節(jié)劑在內(nèi)的多種反應(yīng)液添加劑選項(xiàng)，允許用戶根據(jù)目標(biāo)蛋白的特性靈活配置合成環(huán)境，以應(yīng)對(duì)不同的折疊與穩(wěn)定性需求。

四、上海曼博生物——本地化支持與服務(wù)
上海曼博生物醫(yī)藥科技有限公司已與nuclera公司達(dá)成官方合作，成為eProtein Discovery無細(xì)胞蛋白表達(dá)篩選系統(tǒng)在中國大陸的官方提供商，為國內(nèi)科研人員、生物醫(yī)藥企業(yè)提供全流程本地化服務(wù)：

• 核心服務(wù)：產(chǎn)品信息咨詢、技術(shù)方案探討、操作培訓(xùn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)問題排查；
• 服務(wù)價(jià)值：本地化團(tuán)隊(duì)可準(zhǔn)確理解國內(nèi)用戶的研究需求，為跨膜蛋白制備、難表達(dá)蛋白獲取等工作提供定制化協(xié)助；
• 助力研發(fā)：加速國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)在靶點(diǎn)驗(yàn)證、抗體開發(fā)、蛋白結(jié)構(gòu)解析、藥物篩選等領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)程。

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本文基于無細(xì)胞蛋白表達(dá)、無細(xì)胞蛋白合成相關(guān)應(yīng)用公開資料由其中國方案提供商上海曼博生物整理，僅用于科研信息分享。上海曼博生物可提供eProtein Discovery系統(tǒng)、無細(xì)胞蛋白表達(dá)篩選系統(tǒng)、無細(xì)胞蛋白合成系統(tǒng)及難表達(dá)蛋白獲取相關(guān)產(chǎn)品與技術(shù)支持。