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(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(jià)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(guò)程中起著重要作用，包括分子運(yùn)輸、信號(hào)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(hào)。另一方面，它們充當(dāng)接收器收集有關(guān)外部環(huán)境信號(hào)。
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(lái)維持正確結(jié)構(gòu)、保持生物活性，同時(shí)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(zhǎng)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(kāi)發(fā)，華美生物在原有大腸桿菌、畢赤酵母、哺乳動(dòng)物細(xì)胞和桿狀病毒-昆蟲(chóng)細(xì)胞四大表達(dá)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出表達(dá)跨膜蛋白的無(wú)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CCR8、C5AR1、Claudin-18.2等多個(gè)熱門(mén)靶點(diǎn)。
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
● 多種膜蛋白表達(dá)策略
針對(duì)跨膜蛋白，華美生物開(kāi)發(fā)出三大優(yōu)勢(shì)蛋白表達(dá)平臺(tái)，應(yīng)用無(wú)細(xì)胞表達(dá)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(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(cè)使用。
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(jí)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(lèi)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(tái)，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(shí)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(wú)細(xì)胞表達(dá)的去垢劑技術(shù)平臺(tái)。通過(guò)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(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(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(duì)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(wú)法純化，穩(wěn)定性不好和沒(méi)有活性。
華美生物搭建了基于無(wú)細(xì)胞表達(dá)的Nanodisc技術(shù)平臺(tái)。通過(guò)體外添加MSP，磷脂分子使其在反應(yīng)過(guò)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。
● 400+全長(zhǎng)跨膜蛋白
● 多平臺(tái)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(guò)SEM方法驗(yàn)證跨膜蛋白正確組裝，確保給客戶(hù)提供高活性、高純度、構(gòu)象正確的全長(zhǎng)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(tái)——包膜病毒衣殼蛋白表達(dá)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(dá)之后定位在細(xì)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(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(huì)展示跨膜蛋白。
去垢劑平臺(tái)——大腸桿菌無(wú)細(xì)胞表達(dá)，之后用去垢劑溶解純化。
Nanodiscs平臺(tái)——大腸桿菌無(wú)細(xì)胞表達(dá)過(guò)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。
A：不同的膜蛋白技術(shù)平臺(tái)具有不同優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，可根據(jù)您所需要表達(dá)的蛋白和應(yīng)用場(chǎng)景選擇，具體可咨詢(xún)?nèi)A美生物技術(shù)人員：
| 技術(shù)平臺(tái) | 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(cè) | 可檢測(cè)（溶液需調(diào)整） | 可檢測(cè) |
| 需考慮因素 | 濃度為總蛋白濃度；制備周期相對(duì)較短 | 制備周期相對(duì)較長(zhǎng) | 制備周期相對(duì)較長(zhǎng) |
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(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(lèi)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(huì)選擇該技術(shù)，可見(jiàn)其是安全的。
A：華美生物在前期平臺(tái)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(duì)最適的膜骨架蛋白和磷脂分子，可成熟針對(duì)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(hào)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(hào)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(hào)的交換；它構(gòu)成了各種離子跨膜的通道，該通道將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和一些無(wú)機(jī)電解質(zhì)輸入細(xì)胞，并將有毒或無(wú)用的代謝產(chǎn)物排放到細(xì)胞中。
由于無(wú)細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，它們?cè)诳缒さ鞍妆磉_(dá)中起著重要作用。
在無(wú)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(guò)程。
由無(wú)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(mén)話題。?
無(wú)細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)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)：
AQP
GPCR
HLA
