膜蛋白表达“哪家”强？
时间：2024-08-13 阅读：139
蛋白质是药物靶点的主要来源，其中，膜蛋白约占主要药物靶点的50%。
膜蛋白的生物合成可以分为四个过程[1]：
①Targeting：新合成的蛋白质运送到膜上特定位置；
②Insertion：跨膜结构域 (TMD) 以适当的拓扑结构插入膜；
③Folding: 在膜中进行额外的折叠；
④Assembly：与其他元件组装。
由于表达量低、构象不稳定、难分离纯化等问题，重组膜蛋白表达成为膜蛋白靶向药物开发的瓶颈。有报道称，病毒样颗粒 (VLP)以及无细胞蛋白表达（CFPS）正逐渐成为表达功能性膜蛋白的可行方法[2]。
今天小编就为大家介绍这两种膜蛋白表达的技术平台。
图1 膜蛋白生物合成过程示意图[1]
VLP平台
VLP即病毒样颗粒（Virus Like Particle），它来源于病毒的外层衣壳蛋白，是一种或多种衣壳蛋白自动组装形成的纳米级的微粒，没有核酸。目前广泛应用于疫苗开发。
VLP平台表达膜蛋白
用病毒衣壳蛋白质粒与目标膜蛋白质粒共转染细胞，病毒衣壳蛋白自组装形成VLP，随后VLP通过出芽从细胞中分泌表达，获得包裹细胞膜的VLP，膜蛋白展示在VLP表面[3]。
图2 VLP展示膜蛋白示意图
优点
1.通过目标膜蛋白完整展示在VLP表面，能够保证膜蛋白的完整天然构象，适用于免疫和抗体筛选检测的全长跨膜蛋白；
2.由于VLP的存在，VLP平台表达的膜蛋白拥有更高的免疫原性[4]。
缺点
1. VLP仍然受到细胞内表达膜蛋白的局限。
2. VLP出芽无法特异性地捕获目标膜蛋白，因此所获得的产品为混合物，纯度低，不能用SDS-PAGE测定目标膜蛋白纯度。
周期
VLP膜蛋白表达与常规蛋白表达相似，包含载体构建、载体转染、菌株筛选、蛋白表达等流程，表达服务周期一般在6-8周。
CFPS
无细胞蛋白表达（CFPS）是将细胞内合成蛋白所需要的RNA聚合酶、核糖体及转录翻译辅助因子等分子机器提取出来，并辅以核苷酸、氨基酸、能量物质及基因模板而在没有活细胞参与的体外直接合成蛋白质的生物反应。
图3 无细胞蛋白表达示意图[5]
CFPS表达膜蛋白
传统细胞表达系统在生产膜蛋白方面存在诸多限制，如毒性、膜蛋白功能折叠空间有限以及运输和膜插入机制效率低下[6]。而CFPS系统没有细胞毒性限制、开放性高，可以添加去垢剂、辅助折叠的分子伴侣，实现膜蛋白在上清中可溶表达，且表达成功概率非常高。膜蛋白表达是CFPS的优势应用场景之一。
优点
1. 能够实现膜蛋白在上清中可溶表达，保证膜蛋白的稳定性。
2. 可以进行下游纯化，杂蛋白较少，纯度可达80%。
周期
无细胞系统表达膜蛋白表达无需传统蛋白表达的载体转染、菌株筛选等流程，也无需去垢剂溶膜，可直接构建不同反应体系筛选表达条件。在获得满足CFPS系统要求的模板DNA后，仅需1-3天即可表达膜蛋白，再经过1-10天即可获得纯化的膜蛋白。
珀罗汀无细胞蛋白表达
珀罗汀生物于2017年在苏州工业园区成立，是一家专业的无细胞蛋白表达生物技术公司。目前珀罗汀已开发出可表达膜蛋白的无细胞蛋白表达试剂盒，同时依托无细胞平台承接膜蛋白表达服务，推出“云上膜蛋白”活动，不表达不收费！
详细链接：云上膜蛋白——蛋白表达定制服务，不表达不要钱
珀罗汀生物基于无细胞蛋白表达系统的膜蛋白表达案例：
