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無細胞系タンパク質発現システム

ベクタービルダーは、CFPS(Cell-Free Protein Synthesis)プラットフォームによる、高品質のタンパク質生産サービスを提供しています。CFPSは生細胞を使用しないin vitroタンパク質発現を可能にします。CFPSによる組換えタンパク質発現プロセスは最適化・合理化されており、最短5日で完了します。この大幅な高速化により、作業効率が向上します。

特長

  • 短い作業期間
  • 反応条件の高度なコントロール
  • 様々な標的分子のハイスループット生産に適している
  • 細胞系での発現が困難な抗体フラグメントの生産に適用できる

サービスの詳細

 Cell-Free_Protein_Expression_Service

無細胞系タンパク質発現システムのワークフローは、CFPSのテンプレートとなる発現ベクターの設計と構築から始まります。CFPSのために、大腸菌細胞を溶解して粗抽出物を採取します。粗抽出液にエネルギー分子、アミノ酸、DNAまたはmRNAテンプレートなどの必要なコンポーネントが追加することによって、タンパク質合成のための転写および翻訳反応が開始されます。無細胞タンパク質合成、タンパク質精製、QCの工程は最短1日で完了できます。

納品と保存方法

当社の組換えタンパク質のほとんどは凍結状態のドライアイス便で納品されます。納品後は、無菌状態で-20℃~-80℃で保存してください。組換えタンパク質は、適切に保存されれば、通常1年間は安定した状態を保ちます。組換えタンパク質が納品されたら、分注を行い、凍結融解サイクルを避けることをお勧めします。

品質管理(QC)

ベクタービルダーによってクローニングされたベクターはすべて100%の配列保証がなされます ベクタービルダーの組換えタンパク質は、厳格な品質管理を受けながら生産されます。ほとんどの発現システムの標準QCには、1) 制限酵素切断解析とサンガーシークエンスによるタンパク質発現ベクターの検証、2) A260/280測定とSDS-PAGEによるタンパク質濃度と純度の決定が含まれます。以下の表に示されている一般的な追加QCサービスは、ご要望に応じて提供可能です。

追加QCサービス 方法
エンドトキシン試験 LAL
エンドトキシン試験 ウェスタンブロット
インタクト質量分析 (還元条件)
SEC-HPLC
SEC-MALs
タンパク質N末端シーケンシング
宿主細胞タンパク質試験
タグ除去 プロテアーゼ分解
カイネティクスとアフィニティー分析/td> Octet
Biacore
げっ歯類用病原体検査パネル

技術情報

ケーススタディ
High-throughput VHH synthesis by CFPS. scFv synthesis by CFPS. The purity was determined to be >90% by SDS-PAGE.

図1. (A)CFPSによるハイスループットVHH合成。純度はSDS-PAGEで90%以上と分析された。(B)CFPSによるscFv合成。純度はSDS-PAGEで90%以上と分析された。

ご注文方法

ユーザー提供のプラスミドDNAを使用したタンパク質生産

ユーザー提供のプラスミドDNAを使用する場合は、マテリアルサブミッションガイドライン. に従ってマテリアルを準備し、弊社に発送してください。ユーザーからご提供されるマテリアルは、ベクタービルダーで受け取り後、品質検査(QCチェック)に合格することを必須条件としています。QCチェックは、マテリアルごとに16,000円からの追加料金が発生する場合があります。QCチェックに合格するまで、ご依頼のサービスが開始することができないことをご了承ください。

Q&A

どの組み換えタンパク質合成システムを選ぶべき?

すべての組換えタンパク質発現システムには長所と短所があります。それらを考慮してプロジェクトに最適なシステムを選択してください。以下の表に各システムの長所と短所をまとめました。

組み換えタンパク質発現システム 長所 短所
大腸菌
  • 費用対効果がたかい
  • 生産に必要な時間が短い
  • 技術的にシンプル
  • スケールアップが容易
  • 高いタンパク質収率
  • タンパク質の翻訳後修飾がない
  • コドン使用法が真核生物と異なる
  • 封入体への蓄積のため、特定のタンパク質の発現が難しい
  • 一部の毒性を持つタンパク質による細菌の増殖阻害の可能性
哺乳類細胞
  • 必要なすべての翻訳後修飾と適切なフォールディングがなされた、最も自然な状態のタンパク質を生成できる
  • 分泌タンパク質や膜タンパク質生産に適している
  • 治療用タンパク質の生産に最適
  • 生産に必要な時間が長い
  • 培養条件が複雑
  • スケールアップが困難
  • 収率が低いため、細胞内タンパク質生産には適さない
昆虫細胞
  • 複雑な翻訳後修飾の大部分とタンパク質のフォールディングが可能
  • 分泌タンパク質、細胞内タンパク質、膜タンパク質生産に適している
  • 大きなタンパク質複合体の生産にも使用可能
  • 他の真核生物発現系と比較して高いタンパク質発現量が可能
  • 高密度の懸濁細胞培養による高いスケーラビリティ
  • 生産に必要な時間が長い
  • 培養条件が複雑
  • 高い技術が必要
無細胞系
  • 3時間で完了する時間効率の良い合成効率
  • 生細胞を使わない有毒タンパク質、複雑なタンパク質、不安定なタンパク質の生産
  • ハイスループットなタンパク質発現とスクリーニングに最適
  • 自動化プロセスに適合する簡単な手順
  • 条件の最適化が容易
  • 条件設定の幅が限定的
どのタンパク質タグを使うべき?

タグは組換えタンパク質生産に頻繁に利用されます。タグによって精製工程を合理化でき、ある種のタグはタンパク質の溶解度、収量、純度の向上に寄与します。タグがプロテアーゼ切断部位のとなりに配置されていれば、精製後に除去することができます。切断効率は標的タンパク質によって異なります。タンパク質発現と精製にとって、適切なタグを注意深く選択することは極めて重要です。以下の表に、一般的に使用されるタグの概要、その利点と限界をまとめました。

タグ よく使用されるシステム 利点 限界
GST 大腸菌、昆虫細胞
  • タンパク質のネイティブな構造をほぼ保持できる
  • マイルドな条件下でタンパク質の精製が可能
  • 切断が容易
  • タンパク質の溶解性と発現量を高める
  • タグの分子量が大きい
  • 二量体化により標的タンパク質に影響を与える可能性
  • 変性条件下でのタンパク質精製には適さない
His すべて
  • タグのサイズが小さいため、タンパク質の構造への影響が少ない
  • コストが低い金属アフィニティークロマトグラフィーが使用できる
  • 免疫原性が低い
  • 変性条件下でのタンパク質精製に適している
  • 細胞に内在する他の金属結合タンパク質が共精製される可能性があるため、通常は最適化が必要
  • タンパク質のフォールディングと溶解性を高めることはない
SUMO 大腸菌、昆虫細胞
  • タンパク質のフォールディングを促進
  • タンパク質の溶解性と発現量を高める
  • 他の大腸菌タンパク質による非特異的切断を受ける可能性
  • 変性条件下でのタンパク質精製に不適
Flag 哺乳類細胞、昆虫細胞
  • タグのサイズが小さいため、タンパク質構造への影響が少ない
  • 検出が容易
  • 非特異的結合が少ない
  • 高純度の精製が難しい
MBP 大腸菌、昆虫細胞
  • タンパク質の溶解性と発現量を高める
  • タグの分子量が大きい
  • 変性条件下でのタンパク質の精製に不適
Fc 哺乳類細胞、昆虫細胞
  • タンパク質の溶解性と発現量を高める
  • 分泌タンパク質に最適
  • タグの分子量が大きい

タグに関する詳細については、プロテインタグページをご覧ください。

無細胞タンパク質合成プラットフォームを使って真核生物のタンパク質を合成できる?

可能です。CFPSでは、タンパク質合成に必要なコンポーネントを含む細胞抽出液と、その他の必須コンポーネントを混合します。真核生物由来のコンポーネントを追加することで、タンパク質合成装置は真核細胞と酷似したものになり、真核生物のタンパク質を正確に合成することができます。