nuclera｜eProtein Discovery系统在膜蛋白研究中的应用

膜蛋白研究的核心痛点

在结构生物学与药物研发领域，膜蛋白是重要生理功能载体和核心药物靶点，超60%的FDA批准药物以膜蛋白为靶点，因此快速实现膜蛋白表达与膜蛋白纯化对药物研发十分关键。但其传统制备方法依赖去垢剂从细胞膜提取，易导致膜蛋白稳定性下降、错误折叠或活性丧失，为后续研究带来较大阻碍，也成为难表达蛋白快速获取的核心难题。

eProtein Discovery系统膜蛋白制备流程

英国nuclera公司的eProtein Discovery系统，结合无细胞蛋白合成与数字微流控自动化技术，实现无细胞蛋白表达自动化，依托纳升液滴蛋白表达技术可快速完成膜蛋白筛选与制备，核心三步流程简单易操作：

1. 设计制备：将目标膜蛋白DNA序列输入配套软件，设计并制备对应的表达载体；

2. 自动筛选：系统通过数字微流控芯片，同步测试多组表达环境，评估膜蛋白可溶性产量,可同时自动筛选多达88种膜蛋白表达条件，24小时内完成11种DNA构建体和8组表达条件的筛选；

3. 放大生产：根据筛选数据确定适宜条件，直接放大生产，获得可用于下游分析的膜蛋白。

图1：eProtein Discovery系统膜蛋白生产工作流程。

该系统与传统技术不同，基于无细胞蛋白表达合成技术无需去垢剂膜提取，可直接优化纳米盘为膜蛋白提供类天然脂质环境，维持其结构稳定与生物活性，这也是实现难表达蛋白快速获取的关键所在。

实验验证：制备活性与结构双完整的膜蛋白

以原核生物ABC转运蛋白MsbA（典型难表达膜蛋白，因特殊结构易低产、错误折叠）为例，系统可同时测试不同纳米盘组成、去垢剂及氧化还原条件，准确快速筛选适配表达方案。

相关实验数据证实，该系统制备膜蛋白的效果明显优于传统方法：

对比传统去垢剂Brij-35，采用MSP1D1 dH5-DMPG特定纳米盘组合，能提升MsbA的表达产量；优化条件下放大生产后，可获得浓度约120 μg/mL的纯化MsbA，浓缩后浓度达1.8 mg/mL且无明显聚集。

图2：MsbA的放大培养与浓缩。(A) 优化纳米盘条件下纯化的MsbA产量，与卡盒预测产量（蓝色）的对比。(B)未浓缩MsbA的SDS-PAGE分析。

ATP酶活性测定显示，制备的MsbA具备预期酶活性，底物脂质A可刺激活性、抑制剂钒酸盐能抑制活性，证实蛋白功能完整；冷冻电镜分析进一步表明，纳米盘环境中制备的MsbA折叠构象正确、呈二聚化状态，与已发表的ABC转运蛋白结构特征一致。

该系统无需依赖去垢剂提取，可在两天内制备出活性与结构均完整的膜蛋白，有效解决了传统流程中去垢剂导致的蛋白不稳定性问题，为膜蛋白的结构与功能研究提供了全新途径。

国内本地化支持：曼博生物作为nuclera中国代理提供全流程服务

上海曼博生物医药科技有限公司是nuclera公司在中国大陆的官方合作伙伴，为国内研究人员提供eProtein Discovery系统的产品咨询、技术支持等全流程本地化服务，助力国内膜蛋白相关研究快速开展，欢迎您点击了解。