選對系統(tǒng)，高效表達：蛋白表達系統(tǒng)特性分析×高頻問題一站式解答于璐璐博士重組蛋白高級研發(fā)經(jīng)理北京義翹神州科技股份有限公司蛋白表達系統(tǒng)特性分析1各類蛋白表達平臺技術(shù)路線2蛋白表達系統(tǒng)的選擇策略3CONTENTS義翹神州重組蛋白表達優(yōu)化案例4CRO服務(wù)現(xiàn)貨供應(yīng)生物試劑9,000+重組蛋白15,000+抗體50,000+基因ELISA試劑盒、無血清培養(yǎng)基、GMP級核酸酶...義翹神州堅持自主研發(fā)生產(chǎn)，打造生命科學(xué)研究和創(chuàng)新藥物研發(fā)“一站式”試劑與服務(wù)支撐平臺重組抗體生產(chǎn)免疫檢測重組蛋白表達生物安全檢測一站式技術(shù)服務(wù)ELISA試劑盒開發(fā)抗體制備高度定制化10天：從基因合成到抗體/蛋白交付每年：自主開發(fā)2000種以上重組蛋白和抗體自主研發(fā)并獨立掌握：以蛋白、抗體為核心的生物試劑創(chuàng)新研發(fā)全套關(guān)鍵技術(shù)和平臺TheGlobalLeaderinRecombinantTechnology北京總部上海、廣州、杭州、成都、武漢分公司歐洲子公司德國法蘭克福美國子公司賓夕法尼亞州費城區(qū)泰州子公司蘇州子公司美國休斯頓辦事處日本子公司川崎市SignalChemBiotech(義翹神州全資子公司)加拿大大溫哥華地區(qū)生物工程中心（C4B）美國休斯頓立足中國，全球布局生產(chǎn)研發(fā)中心：客戶分布>90國家/地區(qū)

TheGlobalLeaderinRecombinantTechnology全球人才隊伍>1000人超2萬平米研發(fā)中心5千平米潔凈車間產(chǎn)品/服務(wù)引用文獻~20000篇資質(zhì)與榮譽ISO9001認(rèn)證ISO13485認(rèn)證CNAS認(rèn)證GMP認(rèn)證CMA認(rèn)證資質(zhì)榮譽CiteAb“2024年值得關(guān)注的細(xì)胞因子供應(yīng)商”2021-2022年連續(xù)獲得CiteAb“值得關(guān)注的重組蛋白供應(yīng)商”助力新冠研究，獲得多項獎項…北京市“單克隆抗體上游研發(fā)技術(shù)”重點實驗室北京市科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎高新技術(shù)企業(yè)北京民營企業(yè)中小百強北京市“專精特新”中小企業(yè)2007-202518年專注于重組蛋白生產(chǎn)和抗體開發(fā)TheGlobalLeaderinRecombinantTechnology蛋白表達系統(tǒng)特性分析01義翹神州酶調(diào)節(jié)蛋白蛋白質(zhì)是生命活動的直接執(zhí)行者Protein來源于希臘語Proteios，表示“第一重要”的含義；蛋白質(zhì)是人體內(nèi)細(xì)胞、組織、生物活性物質(zhì)等的重要組成成分。運輸?shù)鞍走\動蛋白防御蛋白貯存蛋白結(jié)構(gòu)蛋白核糖核酸酶、胰蛋白酶...受體蛋白血紅蛋白、葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白...酪蛋白、鐵蛋白...角蛋白、膠原蛋白...肌球蛋白、肌動蛋白...胰島素、促生長素...抗體、凝血酶...胰島素受體、EGFR...以及更多...按蛋白功能分類/10.1042/ebc20200108重組蛋白的優(yōu)勢與應(yīng)用自然界中存在的，不經(jīng)過人工的任何修飾或加工的蛋白天然蛋白VS動物源含量低重組技術(shù)無動物源可放大來源限制批間差異可控批間差異利用基因重組技術(shù)，將目標(biāo)基因(外源基因)導(dǎo)入宿主細(xì)胞中，并通過宿主細(xì)胞的生物機制表達的蛋白蛋白藥物抗體藥物結(jié)構(gòu)研究細(xì)胞培養(yǎng)工具酶免疫原蛋白功能研究工業(yè)酶以及更多...重組蛋白的應(yīng)用重組蛋白1972~1973197719781982198619851990~首次報道DNA片段的連接與轉(zhuǎn)化，這是實現(xiàn)重組表達的第一步。首次在大腸桿菌中成功表達出人生長激素釋放抑制因子，證明了用基因重組技術(shù)生產(chǎn)蛋白的可行性。Genentech公司生產(chǎn)出世界首個重組人胰島素，標(biāo)志著基因重組技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化時代開啟。美國FDA批準(zhǔn)首款重組蛋白藥物——人胰島素，這代表重組蛋白產(chǎn)業(yè)進入快速增長期。各大表達系統(tǒng)相繼建立，重組蛋白的高效生產(chǎn)得以實現(xiàn)。美國FDA批準(zhǔn)首款重組疫苗——乙肝疫苗，標(biāo)志著基因重組技術(shù)在疫苗研發(fā)領(lǐng)域的成功應(yīng)用?；蛑亟M技術(shù)的廣泛應(yīng)用，推動了單抗、雙抗和融合蛋白等新型生物制品的涌現(xiàn)及高速發(fā)展。重組蛋白的發(fā)展歷程重組蛋白表達流程細(xì)胞轉(zhuǎn)染蛋白表達蛋白純化載體克隆基因合成培養(yǎng)條件:培養(yǎng)基轉(zhuǎn)染方式、質(zhì)粒的質(zhì)量溫度、時間、pH、鹽粒子濃度表達宿主純化方法:上清/胞內(nèi)裂解方式純化方式重組表達宿主的使用率/10.1007/s11033-022-07651-3科研領(lǐng)域生物制藥領(lǐng)域常見蛋白表達系統(tǒng)的使用率大腸桿菌的使用率最高：>70%~70%重組蛋白藥物由哺乳動物細(xì)胞表達常見蛋白表達系統(tǒng)的使用率：/10.3389/fmicb.2014.00085E.coliYeastInsectcellsMammaliancellsCell-free

(E.coli

)Cell-free

(wheatgerm)Averagetimeofcelldivision30min90min18hr24hrN/AN/ACostofexpressionLowLowHighHighHighHighExpressionlevelHighLow-HighLow-HighLow-ModerateLow-HighLow-HighSuccessrate(%soluble)40-6050-7050-7080-95VariableVariableAdvantagesSimpleandlowcostRapid,robust,andhighyieldEasylabelingforstructuralstudiesSimpleandlowcostPost-translationalmodificationsNaturalproteinconfigurationPost-translationalmodificationsHighyield,fast,andflexibleDisulfide-bondedandmembraneproteinsEasylabelingforstructuralstudiesFastandflexibleDisulfide‐bondedandmembraneproteinsPost‐translationalmodificationsDisadvantagesNopost-translationalmodificationsInsolubleproteinLesspost-translationalmodificationsSlowHighercostSlowHighcostLoweryieldHighcostLesspost-translationalmodificationsEfficientproductionrequireshighly-specializedsetupHighcostLoweryieldthan

E.coli

cell-freesystemEfficientproductionrequireshighlyspecializedsetup不同表達宿主的特點/10.1002/0471140864.ps0524s61各類蛋白表達平臺技術(shù)路線02義翹神州多種表達體系規(guī)?；囵B(yǎng)工藝生產(chǎn)規(guī)模逐級放大全面的純化工藝高效率高通量高質(zhì)量義翹神州重組蛋白表達平臺酵母大腸桿菌HEK293/CHO細(xì)胞桿狀病毒-昆蟲細(xì)胞腫瘤標(biāo)志物Fc受體藥物靶點酶病毒抗原免疫檢查點信號通路靶點CD分子細(xì)胞因子大腸桿菌表達平臺技術(shù)路線：桿狀病毒-昆蟲表達平臺技術(shù)路線：Bac-to-Bac昆蟲桿狀病毒表達系統(tǒng)將目標(biāo)基因插入供體質(zhì)粒，轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH10Bac感受態(tài)細(xì)胞中，目標(biāo)基因從供體質(zhì)粒轉(zhuǎn)座到Bacmid上即產(chǎn)生重組bacmid，通過藍白斑篩選，挑選白色菌落進行培養(yǎng)，提取重組bacmid。將重組bacmid轉(zhuǎn)染到昆蟲細(xì)胞中，在昆蟲細(xì)胞中完成病毒的生產(chǎn)和組裝,收集轉(zhuǎn)染后細(xì)胞的上清液，將上清液接種到新的昆蟲細(xì)胞中進行病毒擴增,以獲得足夠滴度的病毒。桿狀病毒侵染昆蟲細(xì)胞，培養(yǎng)一段時間后收集上清或者細(xì)胞裂解液。經(jīng)過一系列的純化，可以得到目的重組蛋白。桿狀病毒-昆蟲表達關(guān)鍵因素桿狀病毒質(zhì)粒培養(yǎng)時間（天）活細(xì)胞密度(x106cells/mL)培養(yǎng)時間（天）活細(xì)胞密度(x106cells/mL)Sf9細(xì)胞在SIMSF無血清細(xì)胞培養(yǎng)基中的生長水平Hi-5細(xì)胞在SIMHF無血清細(xì)胞培養(yǎng)基中的生長水平輔助質(zhì)粒宿主細(xì)胞細(xì)胞系應(yīng)用Sf9重組桿狀病毒生產(chǎn)胞內(nèi)蛋白表達空斑分析Sf21胞內(nèi)蛋白表達分泌蛋白表達Hi-5胞內(nèi)蛋白表達分泌蛋白表達培養(yǎng)基SIMSF無血清培養(yǎng)基——專為Sf9和Sf21細(xì)胞設(shè)計貨號：MSF1

最大細(xì)胞生長密度：1.2×107

cells/mLSIMHF無血清培養(yǎng)基——專為Hi-5細(xì)胞開發(fā)貨號：MHF1最大細(xì)胞生長密度：1.23×107cells/mL哺乳動物瞬時表達平臺自主研發(fā)優(yōu)化的哺乳動物瞬時表達平臺自主優(yōu)化的高效表達載體、專有的轉(zhuǎn)染試劑、自主產(chǎn)權(quán)培養(yǎng)基、加料液以及添加劑等>1000抗體或蛋白/項目通量搖瓶~1500L反應(yīng)器的培養(yǎng)規(guī)模

μg~kg級的重組蛋白、抗體生產(chǎn)1500L反應(yīng)器哺乳動物細(xì)胞作為現(xiàn)代生物技術(shù)的一個重要組成部分，具有復(fù)雜的蛋白折疊和翻譯后修飾機制。利用該系統(tǒng)進行重組蛋白表達，能夠?qū)崿F(xiàn)接近天然蛋白的折疊和翻譯后修飾技術(shù)路線：HEK293細(xì)胞懸浮培養(yǎng)基SMM293-TII培養(yǎng)基——無血清、無抗生素、無動物源性組分相同條件下，使用SMM293-TII培養(yǎng)基，HEK293F細(xì)胞密度和細(xì)胞活率更好相同條件下，使用SMM293-TII培養(yǎng)基的重組抗體的產(chǎn)量更高最大細(xì)胞生長密度：8~10×106cells/mL貨號：M293TII蛋白表達系統(tǒng)的選擇策略03義翹神州來源01真核、原核定位02分泌、胞內(nèi)、跨膜理化性質(zhì)03分子量、等電點、無序性、疏水性等功能04翻譯后修飾等表達宿主的選擇目標(biāo)蛋白四個關(guān)鍵決策點表達宿主的選擇原核表達系統(tǒng)昆蟲細(xì)胞表達系統(tǒng)哺乳動物細(xì)胞表達系統(tǒng)分泌蛋白、胞外段翻譯后修飾水平高細(xì)胞質(zhì)蛋白跨膜蛋白原核蛋白不需要翻譯后修飾分子量二硫鍵需要翻譯后修飾的蛋白分子量較大二硫鍵真核蛋白來源01真核蛋白定位02分泌蛋白理化性質(zhì)03分子量、二硫鍵功能04較少的翻譯后修飾細(xì)胞因子IL2表達宿主的選擇——案例分析原核表達表達宿主的選擇——案例分析流感病毒血凝素（Hemagglutinin,HA）InfluenzaAvirus(A/California/04/2009(H1N1))hemagglutinin

來源01病毒蛋白定位02跨膜蛋白理化性質(zhì)03分子量、二硫鍵功能04大量的糖基化修飾昆蟲表達HEK293表達表達宿主的選擇——細(xì)胞質(zhì)蛋白調(diào)節(jié)蛋白酶類轉(zhuǎn)運蛋白核受體核因子轉(zhuǎn)錄因子葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白氧化還原酶類連接酶水解酶轉(zhuǎn)移酶：激酶激酶錨定蛋白炎癥相關(guān)蛋白巨型支架蛋白AHNAK等支架蛋白結(jié)構(gòu)蛋白角蛋白膠原蛋白彈性蛋白昆蟲系統(tǒng)原核/昆蟲系統(tǒng)原核/昆蟲系統(tǒng)昆蟲/HEK293系統(tǒng)困難蛋白Oligomer=34%BufferoptimizedOligomer=50%昆蟲細(xì)胞表達更換宿主E.coliMW:~330kDaLot1,FTx3E.coli菌株2E.coli

菌株1表達宿主的選擇——案例分析新冠N蛋白重組蛋白表達優(yōu)化案例04義翹神州優(yōu)化前優(yōu)化后14.418.425.035.045.066.2116.0獲得高質(zhì)量重組蛋白——優(yōu)化案例分析優(yōu)化核酸序列宿主菌1宿主菌214.418.425.035.045.066.2116.014.418.425.035.045.066.2116.0更換宿主菌株共表達伴侶蛋白14.418.425.035.045.066.2116.0Marker純化后復(fù)合物B伴侶蛋白A目標(biāo)蛋白(His)胞內(nèi)蛋白

大腸桿菌表達

蛋白產(chǎn)量低

優(yōu)化核酸序列：調(diào)整GC含量蛋白表達量提升20倍胞內(nèi)蛋白

大腸桿菌表達

蛋白產(chǎn)量低共表達伴侶蛋白表達量提升、獲得高純度的可溶蛋白胞內(nèi)蛋白

大腸桿菌表達

蛋白產(chǎn)量低

更換大腸桿菌菌株蛋白表達量和可溶性顯著提升獲得高質(zhì)量重組蛋白——優(yōu)化案例分析優(yōu)化構(gòu)建設(shè)計方案單次跨膜蛋白胞外區(qū)分泌表達(MW=~90kDa)昆蟲細(xì)胞表達截去N端高疏水區(qū)促進蛋白分泌表達蛋白成功分泌，并且純化后蛋白純度：>95%Construct1:FullECDCase1：HydrophobicityanalysisConstruct2:Hydrophobicregionremoval獲得高質(zhì)量重組蛋白——優(yōu)化案例分析優(yōu)化構(gòu)建設(shè)計方案胞內(nèi)蛋白，項目需求指定HEK293細(xì)胞表達原核表達，均一寡聚體；HEK293細(xì)胞表達，蛋白高聚文獻調(diào)研目標(biāo)蛋白：真核中N端區(qū)域的翻譯后修飾可能誘導(dǎo)聚集

截去N端誘導(dǎo)蛋白寡聚的區(qū)段獲得高純度的蛋白Case2：14.418.425.035.045.066.2116.014.418.425.035.045.066.2116.0原核表達HEK293細(xì)胞表達HEK293細(xì)胞表達構(gòu)建1構(gòu)建2穩(wěn)定性試驗回收率-80℃凍融30min(3次）100%4℃放存3天85%獲得高質(zhì)量重組蛋白——優(yōu)化案例分析緩沖液成分優(yōu)化

全長單次跨膜蛋白(MW=~50