【曼博生物】无细胞蛋白表达技术如何加速靶点验证？eProtein Discovery系统解析

在蛋白工程和药物研发研究中，快速获得高质量蛋白质一直是关键挑战之一。传统蛋白表达通常依赖细胞体系，如大肠杆菌、酵母或哺乳动物细胞表达系统，从基因构建到获得可用于实验的蛋白质往往需要数周时间。

随着蛋白工程、结构生物学以及药物靶点研究的发展，研究人员越来越需要一种更快速、更灵活的蛋白表达方式。无细胞蛋白表达技术（Cell-Free Protein Synthesis，CFPS）因此逐渐受到关注。

一、传统蛋白表达面临的挑战

在传统表达体系中，研究人员常常会遇到以下问题：

• 蛋白表达量低

• 蛋白形成包涵体

• 膜蛋白难以表达

• 含二硫键蛋白折叠困难

• 蛋白表达优化周期较长

尤其在药物靶点研究中，如果目标蛋白难以表达或纯化，整个研发流程就可能被明显拖慢。因此，如何更快速地获取功能性蛋白成为蛋白科学领域的重要研究方向。

二、什么是无细胞蛋白表达技术（CFPS）

无细胞蛋白表达（Cell-Free Protein Synthesis，CFPS）是一种在体外环境中进行蛋白质合成的技术。

研究人员通过提取细胞中的转录与翻译系统，并在反应体系中加入DNA模板，即可在体外直接合成蛋白质。

相比传统细胞表达系统，CFPS具有多方面优势：

• 不依赖细胞生长过程

• 实验周期明显缩短

• 更适合高通量表达筛选

• 可灵活调整反应条件

因此，无细胞蛋白表达技术已经被广泛应用于蛋白工程研究、药物靶点验证、结构生物学研究以及合成生物学等领域。

三、Nuclera eProtein Discovery系统

Nuclera开发的 eProtein Discovery系统 将无细胞蛋白表达技术与数字微流控技术结合，实现从DNA到蛋白表达筛选的一体化流程。

该系统可以在较短时间内完成蛋白表达优化和生产。

1、高通量表达条件筛选

系统可同时筛选：

• 多个DNA构建体

• 多种无细胞表达体系

通过组合不同表达条件，可以快速找到最优表达方案。

2、快速蛋白获取

在许多情况下，从DNA模板到获得可用于实验的蛋白质只需 约48小时。

相比传统细胞表达体系，蛋白获取周期显著缩短。

3、自动化实验流程

系统整合了多个实验步骤，包括：

• DNA模板准备

• 无细胞表达反应

• 蛋白纯化

• 表达条件筛选

自动化流程可以减少人工操作，提高实验效率。

四、无细胞蛋白表达技术的应用场景

1、药物靶点验证

研究人员可以快速获得靶蛋白，用于后续的功能验证和药物筛选。

2、难表达蛋白研究

例如：

• 膜蛋白

• 高度无序蛋白

• 含复杂结构域蛋白

这些蛋白在传统表达体系中往往难以获得。

3、蛋白工程研究

在突变体筛选或蛋白结构研究中，研究人员通常需要快速测试多个蛋白变体，无细胞表达技术可以显著提高实验效率。

4、AI蛋白设计验证

随着AI蛋白设计的发展，研究人员需要快速获得设计蛋白并进行功能验证。无细胞蛋白表达技术为这一研究方向提供了重要工具。

五、总结

无细胞蛋白表达技术正在改变传统蛋白生产模式。通过将CFPS技术与自动化平台结合，研究人员可以在较短时间内完成蛋白表达筛选和生产。

Nuclera 的 eProtein Discovery系统为蛋白工程、药物研发以及结构生物学研究提供了一种高效的蛋白表达解决方案。

随着蛋白科学研究不断发展，无细胞蛋白表达技术有望在更多研究领域发挥重要作用。

关键词

无细胞蛋白表达

CFPS

蛋白表达系统

蛋白表达筛选

eProtein Discovery

蛋白工程

药物靶点验证

关于技术来源

说明：本文内容整理自 Nuclera 相关技术资料。
上海曼博生物（MineBio）为 Nuclera 品牌在中国地区的官方代理商，长期关注无细胞蛋白表达等前沿技术在生命科学研究中的应用。

更多技术信息可参考：
https://www.mine-bio.com/nuclera/