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，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，包括分子運輸、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)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(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，占現(xiàn)階段己知藥物靶點的60%以上，以跨膜蛋白為靶點的創(chuàng)新藥研發(fā)一直是醫(yī)藥領(lǐng)域的研究熱點。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、哺乳動物細胞和桿狀病毒-昆蟲細胞四大表達系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出表達跨膜蛋白的無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470余種跨膜蛋白，包含CCR8、C5AR1、Claudin-18.2等多個熱門靶點。
產(chǎn)品優(yōu)勢
● 多種膜蛋白表達策略
針對跨膜蛋白，華美生物開發(fā)出三大優(yōu)勢蛋白表達平臺，應(yīng)用無細胞表達技術(shù)結(jié)合去垢劑助溶或Nanodisc磷脂層結(jié)構(gòu)技術(shù)，哺乳細胞表達結(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。
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。
去污劑是同時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(jié)構(gòu)。
華美生物搭建了基于無細胞表達的去垢劑技術(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。
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胞表達的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。
● 400+全長跨膜蛋白
● 多平臺驗證
華美生物應(yīng)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(yīng)用分析技術(shù)驗證跨膜蛋白活性，并通過SEM方法驗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。
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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.
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.
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.
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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
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Q&A
A： VLPs平臺——包膜病毒衣殼蛋白表達過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通過出芽的方式釋放出去，釋放的過程中會和細胞膜整合（細胞膜上有目的蛋白），釋放后的納米顆粒（即VLPs顆粒）包膜上會展示跨膜蛋白。
去垢劑平臺——大腸桿菌無細胞表達，之后用去垢劑溶解純化。
Nanodiscs平臺——大腸桿菌無細胞表達過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。
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 |
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?，F(xiàn)在不少疫苗也會選擇該技術(shù)，可見其是安全的。
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(dǎo)細胞與細胞外環(huán)境間的信號傳導(dǎo)，并執(zhí)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(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)和一些無機電解質(zhì)輸入細胞，并將有毒或無用的代謝產(chǎn)物排放到細胞中。
由于無細胞表達系統(tǒng)的獨特優(yōu)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(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)表達中，以實現(xiàn)在常規(guī)重組表達后難以解決的復(fù)雜修飾過程。
由無細胞表達系統(tǒng)表達的跨膜蛋白產(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行結(jié)構(gòu)和功能研究是膜蛋白研究的熱門話題。?
無細胞表達系統(tǒng)表達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：
AQP
GPCR
HLA
