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跨膜蛋白

跨膜蛋白(TP),也稱(chēng)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,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(jià)結合,它們可分布在脂雙分子層中或跨越全膜??缒さ鞍自诨旧磉^(guò)程中起著(zhù)重要作用,包括分子運輸、信號轉導和能量利用等。一方面,它們可用于向細胞傳遞外部環(huán)境的信號。另一方面,它們充當接收器收集有關(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,必須借助細胞膜的磷脂雙分子層這一特殊環(huán)境來(lái)維持正確結構、保持生物活性,同時(shí)跨膜次數越多其具有的疏水親脂跨膜區越多,在宿主細胞中表達水平越低,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的技術(shù)難題。

具有全長(cháng)完整結構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(kāi)發(fā),華美生物在原有大腸桿菌、畢赤酵母、哺乳動(dòng)物細胞桿狀病毒-昆蟲(chóng)細胞四大表達系統的基礎上,開(kāi)發(fā)出表達跨膜蛋白的無(wú)細胞和基于哺乳細胞的病毒樣顆粒(VLPs)兩大核心技術(shù),并成功制備380余種跨膜蛋白,包含CCR8、C5AR1、Claudin-18.2等多個(gè)熱門(mén)靶點(diǎn)。

產(chǎn)品優(yōu)勢

● 多種膜蛋白表達策略

針對跨膜蛋白,華美生物開(kāi)發(fā)出三大優(yōu)勢蛋白表達平臺,應用無(wú)細胞表達技術(shù)結合去垢劑助溶Nanodisc磷脂層結構技術(shù),哺乳細胞表達結合VLPs技術(shù),幫助跨膜蛋白形成正確的構象,使其具有生物活性,以滿(mǎn)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(gè)病毒的一種或者多種衣殼蛋白自動(dòng)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)行自主復制,安全性高,具有與病毒顆粒類(lèi)似的整體結構。

華美生物搭建了基于HEK293表達系統的包膜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(shí)具有親水極性基團和疏水非極性基團的雙極性分子,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構。

華美生物搭建了基于無(wú)細胞表達的去垢劑技術(shù)平臺。通過(guò)體外添加DNA模板、ATP、氨基酸、各種底物、細胞抽提物的酶等合成蛋白質(zhì),篩選不同去垢劑來(lái)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定性和活性。但少數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,具體表現為無(wú)法純化,穩定性不好和沒(méi)有活性。

華美生物搭建了基于無(wú)細胞表達的Nanodisc技術(shù)平臺。通過(guò)體外添加MSP,磷脂分子使其在反應過(guò)程中邊表達邊組裝成Nanodisc結構,保持其生物學(xué)活性并有很好的水溶性。

● 多平臺驗證

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

WB驗證跨膜蛋白特異性

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(xún),或選擇華美生物無(wú)風(fēng)險重組蛋白定制服務(wù)。

產(chǎn)品名稱(chēng) 貨號 規格
Recombinant Halobacterium salinarum Cobalamin import system permease protein BtuC (btuC) CSB-CF532244HTL(A4) 100ug/20ug
Recombinant Human Steroidogenic factor 1 (NR5A1) CSB-CF623795HU(A4) 100ug/20ug
Recombinant Human Adiponectin receptor protein 1 (ADIPOR1), partial CSB-CF001367HU2 100ug/20ug
Recombinant Human G protein-coupled receptor 20 variant CSB-CF3008HU 100ug/20ug
Recombinant Human Melanocyte-stimulating hormone receptor (MC1R) CSB-CF086369HU 100μg/50μg/10μg
Recombinant Mouse Steroidogenic factor 1 (Nr5a1) CSB-CF016065MO 100ug/20ug
Recombinant Mouse Sialidase-4 (Neu4) CSB-CF803970MO 100ug/20ug
Recombinant Escherichia coli Lactose permease (lacY), partial CSB-CF365806ENV1 100ug/20ug
Recombinant Rice Amino acid permease (AAP6) CSB-CF3147OCO 100ug/20ug
Recombinant Human Immunoglobulin superfamily member 1 (IGSF1) CSB-CF854051HU(A4) 100ug/20ug
Recombinant Escherichia coli Colicin-E5 (col), partial CSB-CF323819ENL1 100ug/20ug
Recombinant Mouse Interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A (Ifi27l2a) CSB-CF840289MO 100ug/20ug
Recombinant Porcine reproductive and respiratory syndrome virus Envelope small membrane protein (GP2b) CSB-CF314480PQC 100ug/20ug
Recombinant Human Small integral membrane protein 4 (SMIM4) CSB-CF823889HU 100ug/20ug
Recombinant Human coronavirus NL63 Envelope small membrane protein (E) CSB-CF764822HIX 100ug/20ug
Recombinant Influenza A virus Matrix protein 2 (M) CSB-CF356944IFZ 100ug/20ug
Recombinant Mouse Ninjurin-1 (Ninj1) CSB-CF015808MO 100ug/20ug
Recombinant Human E3 ubiquitin-protein ligase RNF5 (RNF5) CSB-CF857879HU 100ug/20ug
Recombinant Human herpesvirus 6A Glycoprotein U22 (U22) CSB-CF718168HJZ 100ug/20ug
Recombinant Human herpesvirus 6B Protein U22 (U22) CSB-CF889529HKA 100ug/20ug

Q&A

Q:可否詳細介紹下幾個(gè)平臺是如何表達及組裝跨膜蛋白的?

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

去垢劑平臺——大腸桿菌無(wú)細胞表達,之后用去垢劑溶解純化。

Nanodiscs平臺——大腸桿菌無(wú)細胞表達過(guò)程中添加膜骨架蛋白(MSP)和磷脂分子(DMPC)使其邊表達邊組裝成nanodiscs。

Q:應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,可根據您所需要表達的蛋白和應用場(chǎng)景選擇,具體可咨詢(xún)華美生物技術(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
穩定性 最穩定 較穩定 較穩定
純度 混合物 較純(只有目標蛋白) 混合物
SPR/BLI 可檢測 可檢測(溶液需調整) 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(cháng) 制備周期相對較長(cháng)
Q: 以上所有平臺的膜蛋白制備過(guò)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(gè)或幾個(gè)結構蛋白自行組裝成不含病毒基因組且不能復制、不具有感染能力,只是形態(tài)結構上類(lèi)似完整病毒,并不含有病毒核酸物質(zhì),是安全的?,F在不少疫苗也會(huì )選擇該技術(shù),可見(jiàn)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(gè)項目?jì)?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,可成熟針對不同項目。

文獻引用

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

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

由于無(wú)細胞表達系統的獨特優(yōu)勢,它們在跨膜蛋白表達中起著(zhù)重要作用。

在無(wú)細胞表達系統中,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)表達中,以實(shí)現在常規重組表達后難以解決的復雜修飾過(guò)程。

由無(wú)細胞表達系統表達的跨膜蛋白產(chǎn)物可用于研究跨膜蛋白的功能??缒さ鞍渍系侥遗葜羞M(jìn)行結構和功能研究是膜蛋白研究的熱門(mén)話(huà)題。?

無(wú)細胞表達系統表達的跨膜蛋白類(lèi)型和功能是多種多樣的。目前熱銷(xiāo)的跨膜蛋白包含以下幾類(lèi):

ATP結合轉運盒蛋白(ABC)可以結合和水解ATP,并利用能量驅動(dòng)各種分子穿過(guò)質(zhì)膜以及內質(zhì)網(wǎng)(ER)、過(guò)氧化物酶體和線(xiàn)粒體內膜。它參與脂質(zhì)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)是一種位于細胞膜上的蛋白(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(guò)程。

目前,我們已經(jīng)通過(guò)無(wú)細胞表達系統成功開(kāi)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(zhù)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(huì )為您提供幫助:Detergent的性質(zhì)及其在膜蛋白中的應用

G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)是一類(lèi)膜蛋白受體的總稱(chēng)。它能與細胞外分子結合并激活內部信號轉導途徑,最終激活細胞反應。 GPCR介導涉及視覺(jué)控制、腎臟功能、腫瘤發(fā)生、免疫反應和炎癥的信號。

人類(lèi)白細胞抗原(HLA)是一種位于人體細胞表面專(zhuān)門(mén)向T細胞呈遞短肽的蛋白質(zhì)或抗原,在人體的免疫防御中起關(guān)鍵作用。HLA的臨床應用主要是器官移植中供體和受體匹配。

Ion channel

離子通道(Ion channel)是各種無(wú)機離子跨膜的被動(dòng)傳輸途徑,是活細胞進(jìn)行代謝活動(dòng)和物質(zhì)交換的重要途徑。離子通道對于實(shí)現細胞的各種功能具有重要意義。