原核蛋白表达纯化服务
原核表达系统因其操作简便、成本低廉且高效,已成为重组蛋白生产的首选平台。大肠杆菌(E.coli)作为最常用的宿主菌株,以其基因组背景清晰、生长快速且易于遗传操作的特点,在生物技术领域占据重要地位。掌握原核表达纯化系统的关键组成部分—宿主菌株、纯化标签和纯化柱的选择与应用,是实现高效蛋白生产的基础。
标准项目通常需要4-6周完成,具体时间取决于蛋白的复杂度。
我们提供加急服务,可在特定情况下缩短交付周期。
二、舒桐提供多种蛋白标签和蛋白纯化柱选择
蛋白纯化柱是分离和提纯目标蛋白质的核心工具,主要基于层析技术原理,利用不同蛋白质在物理化学性质上的差异实现分离。根据分离原理的不同,常见的纯化柱主要有以下几种类型:
1. 亲和层析柱
这是特异性最强、纯化效率最高的一步。原理是利用目标蛋白与固定在柱介质上的配体(如抗体、金属离子、辅酶)之间的特异性可逆结合。
常用类型:镍柱(Ni-NTA) 或钴柱,用于纯化带有组氨酸标签(His-tag)的重组蛋白;GST亲和柱用于纯化谷胱甘肽S-转移酶(GST)融合蛋白。
特点:一步即可去除大部分杂蛋白,纯度可达90%以上。
2. 离子交换层析柱
利用蛋白质表面净电荷的不同进行分离。介质带有正电荷或负电荷,通过改变缓冲液的盐浓度或pH值,将结合在柱子上的蛋白质分步洗脱。
分类:阴离子交换柱(结合带负电蛋白,如Q柱)和阳离子交换柱(结合带正电蛋白,如SP柱)。
特点:载量高,分辨率好,常用于中度纯化阶段。
3. 凝胶过滤层析柱(分子筛)
根据蛋白质分子量和形状的差异进行分离。柱内填充多孔微球,大分子无法进入孔内,流动路径短,先被洗脱;小分子进入孔内,路径长,后被洗脱。
常用类型:Superdex、Sephadex系列。
特点:主要用于精细纯化、更换缓冲液或测定分子量,但处理样品体积有限,上样量不宜过大。
三、舒桐生物在CRISPR蛋白纯化的技术优势
四、客户案例
案例1:
我们成功为一位客户完成了靶向tRNA的CRISPR-Cas蛋白的表达与纯化服务。该蛋白是一种新型CRISPR效应蛋白,能够特异性识别并切割tRNA分子,在基因调控和表观遗传研究中具有重要应用前景。客户需要高纯度、具有天然构象的活性蛋白用于后续功能验证实验。然而,该蛋白在原核系统中表达时易形成包涵体,且对缓冲液条件敏感,纯化难度较大。针对这些挑战,我们通过密码子优化、表达条件筛选,实现了可溶性表达;并采用亲和层析、离子交换层析等多步纯化策略,成功获得纯度高达95%以上的目标蛋白。经客户活性检测,该蛋白具有特异性切割tRNA的活性,完全满足后续细胞实验需求。客户对我们的专业技术、问题解决能力和高效交付给予了高度认可。
案例2:
我们成功协助一位客户完成了膜蛋白的可溶性表达与纯化,突破了长期困扰其研究的膜蛋白纯化瓶颈。
该客户研究的是一种具有重要生物学功能但结构复杂的膜蛋白,该蛋白在信号转导中发挥关键作用,客户需要获得高纯度、具有天然构象的活性蛋白用于结构生物学研究和药物筛选。然而,膜蛋白固有的高度疏水性使其在常规表达系统中极易形成无活性聚集体,且一旦脱离天然膜环境,蛋白稳定性急剧下降,纯化过程常伴随功能丧失,这成为阻碍客户研究进展的核心技术瓶颈。
针对这一难题,我们首先对目标膜蛋白的跨膜区与亲水区进行了序列分析,随后开展蛋白质工程改造——通过融合特定促溶标签、优化跨膜区疏水残基以及筛选合适的同源宿主表达系统,显著提升了蛋白的可溶性表达水平。在此基础上,我们系统筛选了多种温和型去垢剂,建立了一套包含亲和捕获、去垢剂交换及分子筛精细纯化的完整工艺流程,确保蛋白在纯化全程保持稳定折叠状态。
最终,我们成功获得了毫克级、高纯度且具有正确构象的膜蛋白样品。经客户功能验证,该样品保持了预期的生物学活性,可直接用于后续的晶体筛选及小分子结合实验。客户对我们在膜蛋白这一棘手领域展现出的技术实力和定制化解决方案表示高度认可。
案例3:
我们成功为一位客户完成了毒性极高的甲基转移酶蛋白的表达与纯化服务,为其表观遗传学研究提供了关键试剂。
该客户研究的是一种参与组蛋白修饰的新型甲基转移酶,该酶在基因沉默和染色质重塑中发挥核心调控作用。客户需要获得高纯度、具有天然催化活性的酶蛋白,用于体外酶活测定及抑制剂筛选。然而,该甲基转移酶对常用表达宿主(如大肠杆菌)具有强烈的细胞毒性,常规诱导条件下宿主生长严重受阻甚至裂解,导致表达量极低;同时,该酶在纯化过程中稳定性差,极易发生降解或聚集,使得制备具有活性的蛋白样品成为棘手难题。
针对这一高难度挑战,我们首先采用了严谨调控型表达载体与低温和低诱导剂浓度策略,最大程度减轻蛋白表达对宿主代谢的压力,成功实现了可溶性表达并维持细胞正常生长。随后,我们通过共表达分子伴侣和优化培养基组分,进一步增强蛋白的折叠效率与稳定性。在纯化环节,我们设计了一套温和的快速纯化流程,全程添加特定辅因子和保护剂,并利用亲和层析与分子筛结合的方式,在保持酶活性的同时获得了高纯度样品。
最终,我们成功制备出毫克级、纯度超过90%且具有良好酶活性的甲基转移酶蛋白。客户通过后续酶动力学验证,确认该蛋白活性完全符合预期,可直接用于候选化合物的筛选实验。客户对我们的专业技术、对毒性蛋白的精细调控能力以及高效的解决方案给予了高度评价。