蛋白表达与纯化服务 – 重组蛋白定制 / 原核真核多系统覆盖 / 高纯度活性保障
重组蛋白表达与纯化是生物制药、基础科研及诊断试剂开发中的核心环节。本公司提供从基因合成与密码子优化、载体构建、表达系统筛选、小试表达测试、大规模发酵/培养、蛋白纯化到严格质控交付的全流程一站式服务。平台覆盖原核(大肠杆菌)、酵母(毕赤酵母/酿酒酵母)、昆虫细胞(杆状病毒-Sf9/Hi5)、哺乳动物细胞(HEK293/CHO)及无细胞蛋白表达体系等多种系统,可根据目标蛋白特性灵活匹配最优表达方案,交付高纯度、高活性的重组蛋白,广泛应用于抗体制备、药物筛选、结构生物学、酶学分析、细胞实验及疫苗研发等领域。
服务技术原理
重组蛋白表达是将目的基因插入合适载体后导入宿主细胞(如大肠杆菌、酵母、昆虫细胞或哺乳动物细胞),利用宿主细胞的转录翻译 machinery 大量生产目标蛋白的过程。蛋白纯化则是通过一系列层析技术将目标蛋白从复杂的细胞裂解液或培养上清中分离出来,获得高纯度、高活性的目的蛋白。
不同表达系统因其宿主特性、翻译后加工能力和表达效率的差异,适用于不同类型的蛋白:
原核系统(大肠杆菌) :发展最早、应用最广、研究最成熟的经典系统。具有遗传背景清楚、目的基因表达水平高、培养周期短(1-2天)、成本低、抗污染能力强等特点。目标蛋白占菌体总蛋白比例可达10%-50%。
酵母系统(毕赤酵母/酿酒酵母) :兼具原核的低成本和真核的加工能力,可进行N-糖基化、二硫键折叠、信号肽切割等基础翻译后修饰。毕赤酵母分泌型表达可将蛋白分泌至培养基,简化纯化,产量可达g/L级。
昆虫细胞系统(杆状病毒-Sf9/Hi5) :安全性高,基因组大可插入较大外源基因,具备完备的翻译后加工修饰和高效表达外源基因的能力。修饰更接近哺乳动物细胞,能表达膜蛋白、多亚基复合物。
哺乳动物细胞系统(HEK293/CHO) :表达的蛋白最接近天然状态,具备完整的翻译后修饰(复杂糖基化、磷酸化等),适用于需复杂修饰的蛋白如抗体、细胞因子等。
无细胞蛋白表达系统:针对难度蛋白(尤其是膜蛋白、毒性蛋白等)提供定制化解决方案。
蛋白纯化通常采用多步层析策略:捕获步骤利用亲和层析(如Ni-NTA捕获His标签蛋白、Protein A/G捕获Fc融合蛋白)快速富集目标蛋白;中间纯化使用离子交换层析(IEX)或疏水相互作用层析(HIC)进一步去除宿主蛋白、核酸和内毒素;精细纯化使用分子排阻层析(SEC/凝胶过滤)去除蛋白聚集体并进行缓冲液置换。
主要服务内容
基因合成与载体构建:根据客户提供的目标蛋白氨基酸序列或基因序列,进行密码子优化以适应所选宿主的偏好性;将优化后的基因克隆至表达载体,载体包含强启动子(如T7、CMV)、筛选标记及便于纯化的标签序列(His-tag、GST-tag、Flag-tag、Fc、SUMO等);完成后通过测序验证序列正确性;
小规模表达测试:在放大生产前进行小试表达(50mL-200mL体系),筛选最佳表达条件(诱导剂浓度、温度、时间、宿主菌株/细胞系等);通过SDS-PAGE分析确认目标蛋白是否表达、表达形式(可溶性还是包涵体)及大致产量;
大规模发酵/细胞培养:原核系统采用高密度发酵技术,在发酵罐中严格控制pH、溶氧和温度;真核系统在摇瓶或生物反应器中进行悬浮培养;
蛋白纯化:根据蛋白性质设计亲和纯化、离子交换、分子筛、疏水等多种纯化方案;支持有/无标签重组蛋白、天然蛋白的纯化分离;常规蛋白纯度可达>95%;
蛋白复性:针对包涵体形式表达的蛋白,提供复性重折叠服务;
质量控制(QC)与交付:纯度分析(SDS-PAGE、SEC-HPLC);浓度测定(BCA法、Bradford法、A280);内毒素检测(鲎试剂法,体内实验用蛋白<0.1 EU/μg);身份确认(质谱分析或Western Blot);活性检测(酶活assay、细胞结合实验等,可选)。
典型应用场景
抗原制备:用于多克隆/单克隆抗体制备的免疫原;
药物靶点研究:用于药物筛选、靶点验证及先导化合物优化;
结构生物学:用于蛋白质晶体结构分析、冷冻电镜研究;
酶学分析:用于体外酶活测定、酶动力学研究;
细胞实验与动物实验:用于细胞增殖、分化、信号通路研究及动物免疫/给药实验;
诊断试剂开发:用于ELISA、IHC等免疫检测方法的抗原/标准品;
疫苗研发:用于病毒样颗粒(VLP)及重组亚单位疫苗的研发与生产。
服务优势(为什么选择我们)
多系统全覆盖,灵活匹配:覆盖原核、酵母、昆虫、哺乳动物及无细胞五大表达系统,可根据蛋白特性(分子量、结构复杂度、糖基化需求、表达量要求)精准推荐最优方案;
全流程一站式服务:客户仅需提供目的基因序列或蛋白信息,我们完成从基因设计、密码子优化、基因合成、载体构建、蛋白表达、纯化到质控交付的整套服务;
高成功率与高纯度:项目成功率>95%;采用AKTA蛋白纯化系统,常规蛋白纯度可达>95%,可定制更高纯度要求;
严格质控体系:涵盖SDS-PAGE、SEC-HPLC、BCA浓度测定、内毒素检测、质谱鉴定及活性检测等多维度质控;
高难度蛋白处理经验:针对膜蛋白、毒性蛋白、富含二硫键蛋白等难点蛋白,配备低温诱导优化、共表达分子伴侣、无细胞表达体系及复性重折叠等成熟方案;
灵活的服务模式:支持科研级小规模表达(mg级)到中试/规模化生产(g级);提供定制化方案设计,可根据预算和周期灵活调整。
样本要求与交付周期
样本类型 要求 备注
目的基因信息 提供基因ID、编码序列(CDS)或氨基酸序列 用于密码子优化及载体构建
基因模板(可选) 质粒模板≥20µL(浓度≥100ng/µL) 若无模板可委托基因合成
特殊要求 标签类型、纯度要求、内毒素限度、缓冲液配方等 请在委托时说明
交付周期:
大肠杆菌表达系统:4-6周
酵母表达系统:6-8周
昆虫细胞表达系统:7-9周
哺乳动物细胞表达系统:7-9周
交付内容:
纯化后的重组蛋白(交付量根据方案约定,常规1mg以上);
重组表达质粒及测序报告;
实验报告(含载体构建、表达条件、纯化流程等详细记录);
QC报告:SDS-PAGE纯度图、浓度测定值、内毒素检测结果、Western Blot/质谱鉴定结果(可选)。
常见问题(FAQ)
Q:如何选择合适的蛋白表达系统?
A:选择表达系统需综合考虑蛋白来源(原核/真核)、分子量、结构复杂度、是否需要糖基化等翻译后修饰、表达量需求及预算。一般而言:简单的原核蛋白、小分子抗原→大肠杆菌系统(成本最低、周期最短);需基础糖基化的真核蛋白→酵母系统;复杂真核蛋白、膜蛋白、多亚基复合物→昆虫细胞或哺乳动物细胞系统;需复杂糖基化(如抗体)→哺乳动物细胞系统。我们的技术团队会根据您的蛋白特性免费推荐最优方案。
Q:什么是包涵体?如何解决?
A:包涵体是大肠杆菌高表达时目的蛋白聚集形成的不溶性聚集体。我们通过降低诱导温度、优化诱导剂浓度、共表达分子伴侣、选择适宜宿主菌株等策略提高可溶性表达比例;若蛋白确以包涵体形式存在,可提供体外复性服务,将变性的包涵体蛋白重新折叠为具有天然活性的构象。
Q:His-tag和其他标签如何选择?
A:His-tag是最常用的亲和标签,纯化简便、适用性强;GST-tag可提高蛋白可溶性;Fc融合可延长蛋白半衰期;SUMO标签可促进正确折叠且可被特异性蛋白酶切除。我们会根据您的下游应用(如是否需去除标签、是否用于动物实验等)推荐最合适的标签策略。
Q:蛋白纯度能达到多少?
A:常规服务保证纯度>85%,常规可达>90%或>95%。如需更高纯度(如>98%用于晶体学研究),可通过增加精细纯化步骤实现。
Q:能否提供无标签蛋白?
A:可以。我们支持标签切除服务(如通过TEV蛋白酶、HRV 3C蛋白酶等切除融合标签),最终交付不含标签的目的蛋白。
Q:如果表达不成功怎么办?
A:我们提供多种表达系统的并行筛选方案,并在小试阶段充分评估表达效果。若某系统表达不理想,可切换其他系统继续优化。具体保障方案请咨询我们的技术顾问。
欢迎联系我们的技术团队,获取免费蛋白表达方案设计与报价。我们致力于以专业、高效、可重复的蛋白表达与纯化服务,为您的科研与产品开发提供坚实可靠的蛋白原料保障。