無細胞蛋白表達系統：週期短、通量高

跨膜蛋白（TP）

，也稱為整合膜蛋白，佔膜蛋白總量的70%~80%。其主要特徵是不溶於水，其氨基酸組成疏水性強，也有親水性氨基酸，由疏水性氨基酸組成的部分，深入脂雙層的疏水區，與脂肪酸鏈共價結合，它們可分佈在脂雙分子層中或跨越全膜。跨膜蛋白在基本生理過程中起著重要作用，包括分子運輸、訊號轉導和能量利用等。一方面，它們可用於向細胞傳遞外部環境的訊號。另一方面，它們充當接收器收集有關外部環境訊號。

基因組序列中有將近30％的基因編碼跨膜蛋白，其中50％是目前已知藥物的靶標。但由於跨膜蛋白表達和純化非常困難，市面上關於重組的跨膜蛋白種類並不是很多。華美生物致力於蛋白表達的研發，除了常見的大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、畢赤酵母、哺乳動物細胞和桿狀病毒-昆蟲細胞五大表達系統，還擁有無細胞表達系統。

無細胞表達系統

極大的促進了華美生物對重組跨膜蛋白的開發與最佳化。

華美生物跨膜蛋白

華美生物的無細胞表達系統技術平臺特別適合跨膜蛋白的表達。

自2015年建立該平臺以來，目前已成功開發出162種蛋白質，產量為mg / mL，其中包含99種具有1-15次跨膜結構域的跨膜蛋白和毒性蛋白，這些蛋白在傳統的大腸桿菌表達系統中難以表達。此外，我們還生產了包含多個跨膜結構域的高分子量蛋白（130 kDa -140 kDa）。

2017年，華美生物與

諾貝爾獎獲得者

-膜蛋白研究專家Hartmut Michel達成合作，旨在幫助最佳化技術平臺。基於這些優勢，華美生物目前可以產生36，000+種跨膜蛋白，主要包括ATP結合盒（ABC）、水通道蛋白（AQP）、G蛋白偶聯受體（GPCR）、人白細胞抗原（HLA）和離子通道（Ion channel）等等。

ATP結合盒（ABC）：

ATP結合盒（ABC）蛋白可以結合和水解ATP，並利用能量驅動各種分子穿過質膜以及內質網（ER）、過氧化物酶體和線粒體內膜。它參與脂質膜上特定分子的運輸以及所有生物體的抗性。

水通道蛋白（AQP）：

水通道蛋白是一種位於細胞膜上的蛋白（內膜蛋白），它可在細胞膜上形成“通道”，從而控制水流入和流出細胞的過程。目前，我們已經透過無細胞表達系統成功開發了一些具有活性的水通道蛋白。

G蛋白偶聯受體（GPCR）：

G蛋白偶聯受體（GPCR）是一類膜蛋白受體的總稱。它能與細胞外分子結合並激活內部訊號轉導途徑，最終啟用細胞反應。GPCR介導涉及視覺控制、腎臟功能、腫瘤發生、免疫反應和炎症的訊號。

人類白細胞抗原（HLA）：

HLA是一種位於人體細胞表面專門向T細胞呈遞短肽的蛋白質或抗原，在人體的免疫防禦中起關鍵作用。HLA的臨床應用主要是器官移植中供體和受體匹配。

離子通道（Ion channel）：

離子通道是各種無機離子跨膜的被動傳輸途徑，是活細胞進行代謝活動和物質交換的重要途徑。離子通道對於實現細胞的各種功能具有重要意義。

無細胞表達系統

系統優勢：

沒有細胞結構的限制，可以表達對宿主細胞有強毒害作用的外源蛋白。

反應通量高，能在多孔板上按照多種不同的條件，多種不同的蛋白同時平行進行。適合進行高通量的蛋白質組學研究。

開放的反應體系便於改變各項反應條件，有利於調控基因的轉錄，蛋白質的合成和翻譯後修飾。

可新增非天然的氨基酸或同位素標記氨基酸合成符合特殊用途的蛋白質。

步驟少，實驗流程簡單，裝置依賴低，可極大地提高工作效率。

可以以PCR為模板直接表達，製備週期短。

華美CUSABIO優勢：

可表達1~15次跨膜蛋白，已成功表達多個10次以上跨膜超高難度蛋白。

所表達的多個跨膜蛋白透過活性驗證，涵蓋GPCR、AQP等。

蛋白合成產量高達5 mg/mL。

Nanodics組裝服務。

由無細胞表達系統表達的跨膜蛋白產物可用於研究跨膜蛋白的功能。跨膜蛋白整合到囊泡中進行結構和功能研究是膜蛋白研究的熱門話題。

實驗流程&華美特色

跨膜蛋白—案例展示

跨膜蛋白介導細胞與細胞外環境間的訊號傳導，並執行許多重要的細胞生物學功能。例如，它是各種訊號分子、激素和其他底物的受體；它參與細胞膜內部和外部之間物質、能量和訊號的交換；它構成了各種離子跨膜的通道，該通道將營養物質和一些無機電解質輸入細胞，並將有毒或無用的代謝產物排放到細胞中。

由於無細胞表達系統的獨特優勢，它們在跨膜蛋白表達中起著重要作用。

在無細胞表達系統中，我們可以修飾跨膜蛋白。例如，可以將非天然氨基酸新增到蛋白質表達中，以實現在常規重組表達後難以解決的複雜修飾過程。

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