合成50 mg蛋白？更灵活简便、快速高产的无细胞蛋白合成系统来了！

无细胞蛋白合成系统（cell-free protein synthesis system，CFPS），无需活细胞即可进行目标蛋白的合成，该系统利用细胞裂解物作为基本反应系统，去除裂解物中的核酸和蛋白，保留蛋白转录翻译所必需的核糖体和酶系统等，如T7 RNA聚合酶、核糖体，折叠元件等，PCR产物、质粒载体和mRNA都可以做为反应模板。

图1. 体外蛋白表达原理图。

与传统体内蛋白表达相比，无细胞蛋白合成系统（CFPS）无需突破了细胞的生理限制，其可调控性强、对毒性蛋白的耐受力高、可引入非天然氨基酸对蛋白选择性修饰、蛋白产量高，使得许多很难在体内合成的复杂蛋白在体外顺利表达。CFPS可应用于高通量药物筛选、大规模生产重组蛋白药物、开发新型药物蛋白、个体化定制肿瘤疫苗、酶制剂生产等领域，显示出其在生物制药领域的重要应用潜力。

图2. 体外和体内蛋白合成方法的实验流程比较。

基因有限公司代理的Biotechrabbit提供一系列大肠杆菌、麦胚、昆虫三种不同宿主细胞来源的体外高效蛋白表达系统（Rapid translation system, RTS），可实现真核蛋白、原核蛋白、二硫键蛋白、Fab抗体片段、膜蛋白等各类蛋白的高效表达，反应体系分为小、中、大三种规格，最高可实现24小时内50mg蛋白表达。

RTS无细胞蛋白合成系统技术特色

1. 特色无细胞持续交换反应体系

RTS无细胞蛋白合成系统反应体系有间歇式（batch）反应和特色CECF（Continuous Exchange Cell Free，无细胞持续交换系统）体系。

1) CECF体系

通过半透膜将反应体系分为反应室和供应室。反应底物和能量可以通过半透膜从供应室源源不断地向反应室提供，而反应产生的副产物通过半透膜扩散到供应室，保证了反应的长时间进行，将蛋白合成反应时间延长到24小时，因此具有更高的产率。

特点：反应时间持续24h，高产率，可引入多种标记，适用质粒载体为模板。

图3. CECF技术原理图。

2) Batch体系

在这种体系中，当反应进行4个小时左右时，由于底物的消耗和副产物的增多，反应受到抑制，因此Batch间歇式反应时间一般为2-4小时。

特点：2-4h快速简便合成，灵活选择，可自动化，适用线性 PCR和质粒载体为模板。

图4. Batch系统与CECF持续能量交换系统的体外蛋白合成区别示意图。

图5. Batch系统体外蛋白合成（左）与增加CECF持续能量交换系统的体外蛋白合成（右）合成24h 蛋白产量对比，CECF系统蛋白产量达6mg/ml,蛋白表达持续24h没有抑制。Batch系统体外合成蛋白产量0.4mg/ml，蛋白快速表达持续2-4h。

2. 特色独有高产能量供给技术

RTS无细胞蛋白表达系统独有的高产HY（High Yield Biochemistry）技术，通过对缓冲液系统和能量供应系统的优化，以糖酵解的方式为持续长时间的合成反应提供稳定足够的能量，两种系统（Batch和CECF）加载HY biochemistry技术，提高蛋白产量。

图6：不同方法的体外蛋白合成系统得率对比。底下红色线为传统体外合成产品，中间蓝色线和上面绿色线分别为Biotech的CECF技术和CECF+HY技术的产品。可见配合CECF+HY技术，蛋白产量提高10倍。

RTS无细胞蛋白合成系统优势

1. 省时简便：

▪ 无需细胞的转化，培养和诱导；
▪ 无需克隆，可直接用PCR片段为模板
▪ 适用于质粒和PCR线状DNA模板；
▪ 体外表达系统在2-4小时（batch系统）或24小时（CECF系统）可完成蛋白合成反应；

2. 系统灵活性：

▪ 可根据目标蛋白性质在反应体系中加入分子伴侣、去污剂及一些辅助因子，提高蛋白的溶解性和活性，便于合成条件的筛选；
▪ 可根据需求引入特殊标记，掺入荧光标记氨基酸、非天然氨基酸、生物素标记、放射性标记等；
▪ 合成规模可调，从20μg~50mg.

3. 高产高通量：

▪ 高产量：大肠杆菌CECF系统1ml反应体系蛋白产量高达6mg，10ml反应体系蛋白产量高达50mg；
▪ 体外蛋白合成系统可实现高通量蛋白合成；

4. 适用性广

▪ 克服蛋白毒性：即使对宿主细胞有毒性的蛋白也可顺利合成。
▪ 特色二硫键蛋白合成试剂盒，满足特定空间结构和功能蛋白的合成需求。

5. 特异性好

▪ 只有目标蛋白才会被合成，合成产物无需进行复杂的纯化步骤。

产品满足多种需求

Biotechrabbit RTS 产品提供大肠杆菌、麦胚或昆虫三种不同宿主细胞来源的产品。常用的E. Coli来源试剂盒以冻干粉形式提供，易于储存和运输。不同大小规格可满足科研用户和工业用户的不同产量需求。

基因有限公司代理德国Biotechrabbit的全线试剂耗材产品，包括无细胞蛋白表达产品，冻干粉形式的PCR/qPCR mix，并为全球范围内多家试剂盒生产商提供定制化的酶和蛋白等IVD级别原材料试剂，有强大的技术支持。想了解更多请联系您身边的基因有限公司员工获取更多信息！

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