
與傳統基于活細胞的胞內蛋白表達體系相比,無細胞重組蛋白合成(CFPS)平臺以完全體外重構的轉錄- 翻譯級聯為核心,顯著簡化了實驗流程,同時賦予研究者對反應體系溫度、pH、氧化還原環境、離子強度及 底物濃度等關鍵參數的精確控制能力。由于反應在開放體系中進行,用戶無需顧慮細胞膜的完整性、宿主毒 性或質??截悢挡▌拥壬飳W瓶頸,可直接向反應體系中補充能量再生組分、分子伴侶、折疊酶、穩定劑以 及同位素或熒光標記物,從而實現高通量、可編程且高度可重復的蛋白質合成。 普美生物基于多年蛋白表達與純化經驗,推出新一代 CFPS 系統。該系統以經過深度優化的原核細胞裂解 液為骨架,額外混合了 T7 RNA 聚合酶、能量再生酶系、能量底物(ATP、GTP、UTP、CTP)、氨基酸混合 物、鎂離子、鉀離子及還原劑等,提供了“即開即用”的一管式解決方案,確保從模板 DNA 到功能性蛋白僅 耗時數小時。在透析式 CFPS 反應中(Figure 1),實驗人員首先需制備高純度模板 DNA:既可采用經典堿裂 解法大量提取超螺旋質粒,亦可直接使用試劑盒附帶的高保真 PCR 預混液,通過 PCR 快速獲得含 T7 啟動 子、核糖體結合位點(RBS)及終止子的線性模版,該策略省去了繁瑣的克隆與轉化步驟。隨后,在無菌無 核酸酶的微量離心管中建立 CFPS 反應,并轉移至附送的微型透析裝置中,隨后將該裝置置于 10 倍體積的透 析外液中。該緩沖液含有高濃度氨基酸、核苷三磷酸、能量再生底物及緩沖鹽離子等。透析膜允許小分子化 合物自由擴散,而核糖體、酶復合物、DNA 及新生多肽則被限制在反應腔內,實現底物持續供給與代謝副產 物(如無機磷酸鹽、ADP、焦磷酸鹽)的同步移除,從而將反應時間延長至 12–48h,蛋白產量提升 5–20 倍,可溶性蛋白比例顯著增加。 此外,該透析式平臺兼容多種下游應用:通過引入硒代甲硫氨酸或1? N/13C 標記氨基酸,可高效制備同 位素標記蛋白用于 NMR 結構解析;在反應體系中加入表面活性劑或納米圓盤(nanodisc)組裝組分,可實現 膜蛋白的正確折疊與穩定;結合連續交換式反應器(CECF)或微流控芯片,可實現毫升級甚至升級規模的平 行放大,滿足藥物篩選、疫苗研發及功能酶庫構建的迫切需求



1.該反應對核酸酶非常敏感,因此請務必全稱佩戴手套,并采用去核酸酶的溶劑,槍頭和離心管。 2.模板 DNA 的純度和濃度對該反應至關重要,因此請務必在反應前檢查并確認 DNA 模板樣品的質量。模板 DNA 不能為小提(Miniprep)樣品。 3.建議做 200 uL 陰性對照反應,用其跟用戶反應或陽性對照反應對比,進而確認目的蛋白或對照蛋白是否表 達。
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解決方案:
1.選擇穩定標記試劑:使用穩定性更高的染料。
2.優化實驗時間:縮短實驗時間,避免標記信號因細胞分裂或代謝而減弱。
3.增加染料濃度:適當提高染料濃度,延長標記信號的持續時間。
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