雅酶：小雅分享—无细胞蛋白合成实验小贴士
春暖花开的季节让人心旷神怡，
小雅分享似一股科研清风；
下面就一起感受下
提神醒脑的实验分享吧！
实验原理
无细胞蛋白合成技术
无细胞蛋白合成（Cell Free Protein Synthesis, CFPS）是在体外环境下模拟细胞进行基因转录、翻译过程，以实现蛋白质表达的技术。它可以将微生物、植物、动物细胞裂解物中与基因转录、翻译、蛋白质折叠等所必须的元素（如核糖体、翻译起始和延伸因子、氨酰-tRNA合成酶、核糖体释放因子等）结合，模仿胞内环境，以外源DNA或mRNA为模板来合成目标蛋白质。由于脱离了活体细胞，CFPS技术可以克服基于细胞表达的主要瓶颈，从而快速得到目标蛋白质产物，在结构生物学、高通量筛选、生物医药、生物催化、疾病诊断等领域具有巨大的潜力17,2-5。
无细胞蛋白合成体系组成及其在生物分析
方面的应用2
实验流程
无细胞蛋白表达技术
能用吗？好用吗？
1. CFPS技术的特点
_ | 胞内体系 | CFPS体系 |
蛋白合成周期 | 7-14天 | 1-2天 |
膜蛋白合成 | 难 | 容易 |
细胞毒性蛋白合成 | 难 | 容易 |
非天然氨基酸蛋白/肽合成 | 难 | 容易 |
资源利用率 | 较低，需额外资源供细胞生长 | 高，所有资源用于蛋白合成 |
定制化蛋白合成 | 难 | 容易，灵活性高 |
2. CFPS用于蛋白合成
蛋白质合成是CFPS技术的基础应用，特别是传统细胞表达系统中难以获得高效表达的蛋白，如细胞毒性蛋白、金属蛋白、膜蛋白、含特殊辅因子蛋白等。CFPS技术通过消除细胞内的代谢调控和灵活调整蛋白质折叠等策略，实现了难表达蛋白的高效合成。此外，无细胞蛋白表达系统的反应条件可根据需要进行优化，有助于提高难表达蛋白的表达效率6-8。
无细胞蛋白合成技术的应用3
3. CFPS用于化合物-天然产物研究
天然产物具有复杂的化学结构，并表现出不同的生物活性。天然产物的发现、合成和机制研究一直是社会关注的热点。CFPS技术在合成酶蛋白或天然产物生物合成修饰酶的同时可以同步一锅法实现底物-产物的转化，目前已在小分子化合物高效合成，RiPPs、NRPS、AMP等多种天然产物的合成、筛选和新化合物发现方面崭露头角，在未来天然产物发掘和研究中具有巨大潜力1，5,9-10。
4. CFPS用于高通量酶/蛋白/药物蛋白筛选
除了将细胞生长和蛋白合成时空分离，CFPS技术另一个优势是操作灵活，体系、调控、产量、效率等多方面的高灵活性提高了其与多种技术交叉应用的适用性，特别是用于目标分子的高通量筛选。CFPS技术具有一锅法基因--表型的高度关联性，结合先进的Genome-mining技术、体外DNA重组改造技术、目标分子通量检测和分选等技术，CFPS在酶蛋白定性进化、小分子化合物筛选、多种药物蛋白、化合物筛选等方面的优势显著，逐渐成为科学研究及工业化研发的高效平台11-13。
5. CFPS用于生物传感、医疗检测等
目前，各种领域迫切需要低成本的生物传感器从环境修复到临床诊断等领域。CFPS技术作为新一代合成生物传感器应用前景广阔。与传统的传感器相比，基于CFPS技术的生物传感器具有许多独特之处优点：
1）不受细胞膜的限制而直接检测细胞毒性分析物；
2）避免生物传感器在全细胞繁殖过程中的突变和质粒丢失；
3） 在操作、运输等多方面有较高的便携性。基于以上优势，CFPS技术在转录、翻译水平分别被开发成多种生物传感器并展现其良好的应用效果2, 14-16。
产品信息
货号 | 名称 | 价格 | 特点 |
EC010S | 无细胞蛋白表达基础试剂盒 | ￥2,000 | 适用于表达常规蛋白 |
EC010L | ￥3,200 | ||
EC011S | 无细胞蛋白表达增强型试剂盒I | ￥2,400 | 适用于可溶性差的蛋白 |
EC011L | ￥3,840 | ||
EC012S | 无细胞蛋白表达增强型试剂盒II | ￥2,400 | 适用于可溶性差、难表达的蛋白 |
EC012L | ￥3,840 | ||
EC020S | 无细胞蛋白表达增强型试剂盒III | ￥3,200 | 适用于表达含二硫键蛋白 |
注：S(50次)，L(100次)，15μL反应体系
本产品有试用装
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参考文献：
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