膜蛋白作為一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能關(guān)鍵的生物大分子,在物質(zhì)運(yùn)輸、信號傳導(dǎo)、能量轉(zhuǎn)換及細(xì)胞增殖分化等生命活動中扮演著不可替代的核心角色。正是由于其廣泛而重要的生物學(xué)功能,膜蛋白長期以來是基礎(chǔ)研究與藥物開發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。目前,超過一半的臨床藥物靶點(diǎn)均為膜蛋白,充分彰顯了其巨大的醫(yī)學(xué)價值。然而,膜蛋白固有的結(jié)構(gòu)特性——特別是其疏水跨膜結(jié)構(gòu)域和嚴(yán)格的膜環(huán)境依賴性——使其重組表達(dá)成為研究中的主要瓶頸。
某四次跨膜蛋白、七次跨膜蛋白可溶性表達(dá)
珀羅汀生物采用PLD無細(xì)胞蛋白表達(dá)試劑盒(增強(qiáng)版,#PLDK002),并在體系中加入某非離子型去垢劑,成功實(shí)現(xiàn)了某兩個熱門靶點(diǎn)膜蛋白的全長可溶表達(dá)。其中,某七次跨膜蛋白的上清液直接進(jìn)行SDS-PAGE鑒定,目的蛋白條帶清晰可見。

七次跨膜蛋白

四次跨膜蛋白
膜蛋白表達(dá)條件快速優(yōu)化
珀羅汀生物受客戶委托,篩選某膜蛋白最佳表達(dá)條件。研發(fā)人員通過PCR擴(kuò)增,分別構(gòu)建目的蛋白表達(dá)模板(A組)、C端融合GFP的目的蛋白表達(dá)模板(B組),采用專研的針對膜蛋白的CFPS體系(即PLDK002試劑盒來源體系),并設(shè)置是否添加某去垢劑【1】,快速篩選該蛋白的最佳表達(dá)條件。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
組別 | NC | A1 | A2 | B1 | B2 |
是否融合GFP | - | - | - | + | + |
是否添加去垢劑 | - | - | + | - | + |
純化標(biāo)簽 | - | His標(biāo)簽 |
注:【1】該去垢劑是依據(jù)珀羅汀生物膜蛋白表達(dá)案例庫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選出。

圖1融合GFP的目標(biāo)膜蛋白在照膠儀下發(fā)出綠色熒光
取反應(yīng)后上清,進(jìn)行親和純化、表達(dá)鑒定。如圖1所示,B1、B2兩組在照膠儀下均發(fā)出綠色熒光,提示融合GFP的目標(biāo)膜蛋白無論是否添加去垢劑,均可在CFPS體系的上清液中可溶表達(dá)!

圖2 目標(biāo)膜蛋白SDS-PAGE結(jié)果圖
經(jīng)考染、脫色后,如圖2所示,未融合GFP的目標(biāo)膜蛋白(A1、A2組)同樣在上清液中可溶表達(dá)!此外,分別對比A1、A2組與B1、B2組可以發(fā)現(xiàn),添加去垢劑可促進(jìn)該膜蛋白的可溶表達(dá)。
超高難度八聚體膜蛋白成功表達(dá)
珀羅汀生物研發(fā)人員構(gòu)建融合了GFP的線性化表達(dá)模版,采用自主研發(fā)的PLD無細(xì)胞蛋白表達(dá)試劑盒(膜蛋白表達(dá)增強(qiáng)版,#PLDK002)進(jìn)行蛋白合成,蛋白合成后采用9種方案進(jìn)行合適的表面活性劑篩選,對于目的蛋白的表達(dá)結(jié)果采用SDS-PAGE進(jìn)行鑒定。

圖4 目的蛋白表達(dá)鑒定
(channel 1:空白對照;channel 2~10:不同方案的目的膜蛋白表達(dá)情況;channel 11:marker)
選擇PLDK002-C(channel 3)和PLDK002-I(channel 9) 的無細(xì)胞蛋白表達(dá)體系進(jìn)行第二輪優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果顯示,channel 5的無細(xì)胞蛋白表達(dá)方案可以正確表達(dá)該MspA的單體與多聚體。

圖5 MspA目的蛋白表達(dá)鑒定
全長CLDN 18.1膜蛋白可溶表達(dá)
珀羅汀生物研發(fā)人員構(gòu)建了融合標(biāo)簽的CLDN 18.1質(zhì)粒,選用多種珀羅汀無細(xì)胞表達(dá)條件體系,進(jìn)行表達(dá)測試。如圖2、圖3所示,CLDN 18.1在不添加表面活性劑的無細(xì)胞體系中主要表達(dá)在沉淀中;通過在無細(xì)胞反應(yīng)體系中加入表面活性劑,CLDN 18.1即實(shí)現(xiàn)可溶表達(dá)。經(jīng)純化,成功獲得80%以上純度的CLDN 18.1蛋白。

圖2 CLDN 18.1在珀羅汀無細(xì)胞體系表達(dá)后SDS-PAGE
(S為上清樣,P為沉淀樣)

圖3 CLDN 18.1在珀羅汀無細(xì)胞體系表達(dá)并經(jīng)Ni珠親和純化后SDS-PAGE(E為洗脫樣)
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