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跨膜蛋白

跨膜蛋白(TP),也稱為整合膜蛋白,占膜蛋白總量的70%~80%。其主要特征是不溶于水,其氨基酸組成疏水性強(qiáng),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(qū),與脂肪酸鏈共價結(jié)合,它們可分布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(yùn)輸、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和能量利用等。一方面,它們可用于向細(xì)胞傳遞外部環(huán)境的信號。另一方面,它們充當(dāng)接收器收集有關(guān)外部環(huán)境信號。

跨膜蛋白是目前最主要的藥物靶點(diǎn),占現(xiàn)階段己知藥物靶點(diǎn)的60%以上,以跨膜蛋白為靶點(diǎn)的創(chuàng)新藥研發(fā)一直是醫(yī)藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于跨膜蛋白具有疏水親脂的跨膜域,必須借助細(xì)胞膜的磷脂雙分子層這一特殊環(huán)境來維持正確結(jié)構(gòu)、保持生物活性,同時跨膜次數(shù)越多其具有的疏水親脂跨膜區(qū)越多,在宿主細(xì)胞中表達(dá)水平越低,制備難度越大,因此體外制備有活性的跨膜蛋白是目前公認(rèn)的技術(shù)難題。

具有全長完整結(jié)構(gòu)的多次跨膜蛋白在藥物研發(fā)中具有重要意義。為助力跨膜蛋白靶點(diǎn)藥物的開發(fā),華美生物在原有大腸桿菌畢赤酵母哺乳動物細(xì)胞桿狀病毒-昆蟲細(xì)胞四大表達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,開發(fā)出表達(dá)跨膜蛋白的無細(xì)胞和基于哺乳細(xì)胞的病毒樣顆粒(VLPs)兩大核心技術(shù),并成功制備470余種跨膜蛋白,包含CCR8C5AR1Claudin-18.2等多個熱門靶點(diǎn)。

產(chǎn)品優(yōu)勢

● 多種膜蛋白表達(dá)策略

針對跨膜蛋白,華美生物開發(fā)出三大優(yōu)勢蛋白表達(dá)平臺,應(yīng)用無細(xì)胞表達(dá)技術(shù)結(jié)合去垢劑助溶Nanodisc磷脂層結(jié)構(gòu)技術(shù),哺乳細(xì)胞表達(dá)結(jié)合VLPs技術(shù),幫助跨膜蛋白形成正確的構(gòu)象,使其具有生物活性,以滿足相關(guān)研究及檢測使用。

病毒樣顆粒 (VLPs) 技術(shù)平臺

VLPs是由多個病毒的一種或者多種衣殼蛋白自動組裝形成的納米級別的微小顆粒。VLPs顆粒不含病毒核酸,不能進(jìn)行自主復(fù)制,安全性高,具有與病毒顆粒類似的整體結(jié)構(gòu)。

華美生物搭建了基于HEK293表達(dá)系統(tǒng)的包膜VLPs技術(shù)平臺,所制備的包膜VLPs在其固有的囊泡膜上顯示正確折疊的多次跨膜蛋白,展示完整的生物活性

去垢劑技術(shù)平臺

去污劑是同時具有親水極性基團(tuán)和疏水非極性基團(tuán)的雙極性分子,能夠使脂膜解體釋放膜蛋白,并在溶液中為去膜狀態(tài)下的膜蛋白提供疏水環(huán)境,維持膜蛋白的疏水跨膜結(jié)構(gòu)。

華美生物搭建了基于無細(xì)胞表達(dá)的去垢劑技術(shù)平臺。通過體外添加DNA模板、ATP、氨基酸、各種底物、細(xì)胞抽提物的酶等合成蛋白質(zhì),篩選不同去垢劑來提取目的蛋白,可很好溶解純化跨膜蛋白,幫助其在溶液中形成天然正確構(gòu)象

Nanodisc技術(shù)平臺

在含有去垢劑的緩沖液中,大部分膜蛋白可以維持穩(wěn)定性和活性。但少數(shù)對去垢劑敏感的膜蛋白是不適宜含有去垢劑的緩沖條件的,具體表現(xiàn)為無法純化,穩(wěn)定性不好和沒有活性。

華美生物搭建了基于無細(xì)胞表達(dá)的Nanodisc技術(shù)平臺。通過體外添加MSP,磷脂分子使其在反應(yīng)過程中邊表達(dá)邊組裝成Nanodisc結(jié)構(gòu),保持其生物學(xué)活性并有很好的水溶性

● 多平臺驗(yàn)證

華美生物應(yīng)用WB技術(shù)驗(yàn)證跨膜蛋白特異性,采用功能性ELISA/SPR/FACS等多種蛋白應(yīng)用分析技術(shù)驗(yàn)證跨膜蛋白活性,并通過SEM方法驗(yàn)證跨膜蛋白正確組裝,確保給客戶提供高活性、高純度、構(gòu)象正確的全長跨膜蛋白。

WB驗(yàn)證跨膜蛋白特異性

CLDN18.2 (CSB-MP005498HU(A5)) (4 times) is detected by Mouse anti-6*His monoclonal antibody. The three bands respectively correspond to monomer, Homodimer, Homotrimer.

CD20 (CSB-MP015007HU) (4 times) is detected by Mouse anti-6*His monoclonal antibody.

功能性ELISA驗(yàn)證跨膜蛋白生物活性

Immobilized ABCD1 (CSB-CF001068HU) (5 times) at 5 μg/ml can bind human PEX19, the EC50 of human PEX19 is 22.96-33.00 μg/ml.

Immobilized ACKR1 (CSB-CF624105HU) (7 times) at 1 μg/ml can bind human CCL2, the EC50 of human CCL2 protein is 48.64-60.24 μg/ml.

經(jīng)SPR驗(yàn)證跨膜蛋白生物活性

Human EGF protein captured on COOH chip can bind Human EGFR protein, his and Myc tag (CSB-MP007479HU) with an affinity constant of 11.9nM as detected by LSPR Assay.

SEM驗(yàn)證跨膜蛋白正確組裝

The VLP-like structures of CLDN18.2 (CSB-MP005498HU(A5)) (4 times) has been confirmed by TEM.

The VLP-like structures of CD20 (CSB-MP015007HU) (4 times) has been confirmed by TEM.

產(chǎn)品目錄

你可以在下述列表中尋找您所需要的產(chǎn)品,或者直接在頂部搜索框中進(jìn)行搜索;

如果您找不到所需的重組蛋白,請聯(lián)系客服咨詢,或選擇華美生物無風(fēng)險重組蛋白定制服務(wù)

產(chǎn)品名稱 貨號 規(guī)格
Recombinant Acorus calamus Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF662423ACE 20μg/100μg
Recombinant Nicotiana sylvestris Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF668160NHD 20μg/100μg
Recombinant Eucalyptus globulus subsp. globulus Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF673240EHL 20μg/100μg
Recombinant Ranunculus macranthus Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF676746RIG 20μg/100μg
Recombinant Pseudendoclonium akinetum Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF676994PDAV 20μg/100μg
Recombinant Saccharum officinarum Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF718830SVV 20μg/100μg
Recombinant Panax ginseng Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF721241EQW 20μg/100μg
Recombinant Human Metalloreductase STEAP4 (STEAP4) CSB-CF731557HU 20μg/100μg
Recombinant Oryza nivara Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF732296OCN 20μg/100μg
Recombinant Huperzia lucidula Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF732849HCAC 20μg/100μg
Recombinant Nymphaea alba Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF738643NES 20μg/100μg
Recombinant Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF747861AIQ 20μg/100μg
Recombinant Triticum aestivum Aluminum-activated malate transporter 1 (ALMT1) CSB-CF751861TQN 20μg/100μg
Recombinant Physcomitrella patens subsp. patens Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF754512EVD 20μg/100μg
Recombinant Anthoceros formosae Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF774643ALI 20μg/100μg
Recombinant Calycanthus floridus var. glaucus Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF800064CBM 20μg/100μg
Recombinant Adiantum capillus-veneris Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF802975AXO 20μg/100μg
Recombinant Pinus koraiensis Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF803000PYR 20μg/100μg
Recombinant Abies alba Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF812779AHAP 20μg/100μg
Recombinant Psilotum nudum Photosystem II CP43 chlorophyll apoprotein (psbC) CSB-CF819855FGY 20μg/100μg

Q&A

Q:可否詳細(xì)介紹下幾個平臺是如何表達(dá)及組裝跨膜蛋白的?

A: VLPs平臺——包膜病毒衣殼蛋白表達(dá)過程中可以自我組裝成納米顆粒,目的蛋白(跨膜蛋白)表達(dá)之后定位在細(xì)胞膜上,VLP通過出芽的方式釋放出去,釋放的過程中會和細(xì)胞膜整合(細(xì)胞膜上有目的蛋白),釋放后的納米顆粒(即VLPs顆粒)包膜上會展示跨膜蛋白。

去垢劑平臺——大腸桿菌無細(xì)胞表達(dá),之后用去垢劑溶解純化。

Nanodiscs平臺——大腸桿菌無細(xì)胞表達(dá)過程中添加膜骨架蛋白(MSP)和磷脂分子(DMPC)使其邊表達(dá)邊組裝成nanodiscs。

Q:應(yīng)如何選擇膜蛋白技術(shù)平臺?

A:不同的膜蛋白技術(shù)平臺具有不同優(yōu)勢和劣勢,可根據(jù)您所需要表達(dá)的蛋白和應(yīng)用場景選擇,具體可咨詢?nèi)A美生物技術(shù)人員:

技術(shù)平臺 VLPs Detergent Micelle Nanodisc
ELISA包被 可直接包 可直接包 可直接包
活性 最好 較好 較好
穩(wěn)定性 最穩(wěn)定 較穩(wěn)定 較穩(wěn)定
純度 混合物 較純(只有目標(biāo)蛋白) 混合物
SPR/BLI 可檢測 可檢測(溶液需調(diào)整) 可檢測
需考慮因素 濃度為總蛋白濃度;制備周期相對較短 制備周期相對較長 制備周期相對較長
Q: 以上所有平臺的膜蛋白制備過程中,是否有用到任何的病毒或者病毒載體?

A:哺乳包膜VLPs即包膜病毒樣顆粒,是由病毒一個或幾個結(jié)構(gòu)蛋白自行組裝成不含病毒基因組且不能復(fù)制、不具有感染能力,只是形態(tài)結(jié)構(gòu)上類似完整病毒,并不含有病毒核酸物質(zhì),是安全的。現(xiàn)在不少疫苗也會選擇該技術(shù),可見其是安全的。

Q:Nanodisc平臺用的脂質(zhì)體和膜骨架蛋白分別選擇了多少種進(jìn)行組合,是否針對每個項(xiàng)目優(yōu)化組合?

A:華美生物在前期平臺研發(fā)階段嘗試了多種膜骨架蛋白和磷脂分子,進(jìn)行了正交組合嘗試,最終篩出了一對最適的膜骨架蛋白和磷脂分子,可成熟針對不同項(xiàng)目。

文獻(xiàn)引用

The chemokine CCL1 triggers an AMFR-SPRY1 pathway that promotes differentiation of lung fibroblasts into myofibroblasts and drives pulmonary fibrosis, Immunity, 2021.

Altered T cell subpopulations and serum anti-TYRP2 and tyrosinase antibodies in the acute and chronic phase of alopecia areata in the C3H/HeJ mouse model K Hashimoto, Journal of Dermatological Science, 2021.

Effect of Vitamin B2 and Vitamin E on Cancer-Related Sarcopenia in a Mouse Cachexia Model T Mori, BioMed, 2021.

MicroRNA-21-containing microvesicles from tubular epithelial cells promote cardiomyocyte hypertrophy Min Yang, Renal Failure, 2021.

An ultrasensitive electrochemical sensing platform for the detection of cTnI based on aptamer recognition and signal amplification assisted by TdT M Lang, RSC Advances, 2020.

相關(guān)資源

跨膜蛋白介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外環(huán)境間的信號傳導(dǎo),并執(zhí)行許多重要的細(xì)胞生物學(xué)功能。例如,它是各種信號分子、激素和其他底物的受體;它參與細(xì)胞膜內(nèi)部和外部之間物質(zhì)、能量和信號的交換;它構(gòu)成了各種離子跨膜的通道,該通道將營養(yǎng)物質(zhì)和一些無機(jī)電解質(zhì)輸入細(xì)胞,并將有毒或無用的代謝產(chǎn)物排放到細(xì)胞中。

由于無細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)勢,它們在跨膜蛋白表達(dá)中起著重要作用。

在無細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)中,我們可以修飾跨膜蛋白。比如可以將非天然氨基酸添加到蛋白質(zhì)表達(dá)中,以實(shí)現(xiàn)在常規(guī)重組表達(dá)后難以解決的復(fù)雜修飾過程。

由無細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)的跨膜蛋白產(chǎn)物可用于研究跨膜蛋白的功能。跨膜蛋白整合到囊泡中進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能研究是膜蛋白研究的熱門話題。?

無細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)的跨膜蛋白類型和功能是多種多樣的。目前熱銷的跨膜蛋白包含以下幾類:

ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)盒蛋白(ABC)可以結(jié)合和水解ATP,并利用能量驅(qū)動各種分子穿過質(zhì)膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)、過氧化物酶體和線粒體內(nèi)膜。它參與脂質(zhì)膜上特定分子的運(yùn)輸以及所有生物體的抗性。

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目前,我們已經(jīng)通過無細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)成功開發(fā)了一些具有活性的水通道蛋白。其中,洗滌劑在膜蛋白的提取,純化和操作中起著重要作用。若要了解有關(guān)在水通道蛋白中使用洗滌劑的更多信息,本文可能會為您提供幫助:Detergent的性質(zhì)及其在膜蛋白中的應(yīng)用

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