体外无细胞蛋白表达的几种体系

体外无细胞蛋白表达的几种体系

体外无细胞蛋白表达体系以其高产量、灵活性和操作简便等优势，近些年来越来越受到研究者的青睐。无细胞蛋白表达在试管中可完成转录和翻译全过程，在目前在售的产品中，其反应体系包括Batch体系、Bilayer体系、CECF体系和Filter-and-Feed体系。

Batch体系：转录和翻译在单一的试管中进行，不需要特殊的装置，反应温度的控制利用水浴、金属浴均可，适用于较小的反应体系，例如50微升，100微升等，其缺点是，随着反应的进行，反应底物逐渐减少，副产物增多，反应受到抑制，一般在反应进行到4个小时后蛋白产物不会再有明显增加，因此产量较低，适用于蛋白的表达分析、高通量筛选、扩大反应体系前的优化等。Promega的无细胞蛋白表达产品和德国的RTS的部分产品采用此体系。

Batch体系

Bilayer 体系：日本CFS产品使用此体系。含有mRNA和麦胚提取物的翻译系统用针头小心地打入下层，与上层的缓冲液系统形成双层体系，两层内容物比重的不同可以使双层体系在一定程度上得以维持。随着翻译过程的不断进行， 两相逐渐混合为一体。Bilayer体系中反应可进行8-16小时，较低温度下可进行约20小时。

Bilayer 体系

CECF体系：CECF（Continuous Exchange Cell Free）体系通过10kD孔径大小的半透膜将反应体系分为反应室和供应室。反应底物和能量可以通过半透膜从供应室源源不断地向反应室提供，而反应产生的副产物通过半透膜扩散到供应室，保证了反应的长时间进行。这种CECF反应体系可以将反应时间延长到24小时，因此具有更高的产率。CECF体系适用于较大体系中大量蛋白的合成（1mL、10mL）、二硫键蛋白的合成（二硫键的形成需要反应进行更长的时间）等。德国的RTS产品中大肠杆菌系统反应体系为1mL及以上的产品和麦胚系统的50uL及1mL反应体系均采用CECF体系。

RTS系列产品中的CECF体系及其装置

Filter-and-Feed体系：CFS公司的用于生产10mg到500mg蛋白质的合成仪采用此体系，是一种流动交换装置。

Filter-and-Feed体系

综上所述，Batch体系、Bilayer体系、CECF体系和Filter-and-Feed体系等几种体系各有优势，分别满足客户在蛋白检测、高通量筛选和大规模合成等不同要求。

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