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无细胞蛋白质合成系统

文章来源:生物技术进展       发布时间:2017-01-11
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无细胞蛋白质合成系统(cell-free protein synthesis system)是一种以外源mRNA或DNA为模板,在细胞抽提物的酶系中补充底物和能量来合成蛋白质的体外系统。与传统的体内重组表达系统相比,体外无细胞合成系统具有多种优点。如可表达对细胞有毒害作用或含有非天然氨基酸(如D-氨基酸)的特殊蛋白质,能够直接以PCR产物作为模板同时平行合成多种蛋白质,开展高通量药物筛选和蛋白质组学的研究。


无细胞蛋白质合成系统


无细胞蛋白质合成系统作为一种开放的蛋白质表达方式,其蛋白质表达量可以达到毫克级别,而且由于该表达周期短、操作方便,近年来已被用来大量表达膜蛋白和抗菌肽。


江南大学食品学院陈海琴教授课题组以来自产油丝状真菌高山被孢霉多不饱和脂肪酸合成途径中的关键膜结合酶——ω-3 脂肪酸脱饱和酶为研究对象,构建了适宜体外表达ω-3 脂肪酸脱饱和酶的表达载体pIVEXWG1.4-FADS15,并利用麦胚无细胞蛋白质合成系统实现了对该基因的高效表达。


同时,通过在麦胚无细胞蛋白质合成过程中添加脂质体的方法,将所表达的膜蛋白正确定位至脂质体磷脂双分子层,以便目标蛋白质的正确折叠。该研究结果显示,在此实验条件下目标蛋白质的表达量达1.8 mg/mL, 经碘海醇密度梯度超速离心纯化后,该蛋白质的纯度可以达到90% 以上,该研究结果为后续对该酶进行催化特性研究和蛋白质晶体结构解析奠定了基础。

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