无细胞蛋白合成系统——助力抗体药物生产！

抗体药物历经数十年的发展已成为生物药中增长最快的领域之一。随着更多抗体药物的成功上市，以及适应症覆盖面的进一步扩大，抗体药物市场在其蓬勃发展的同更推动了医学的进步。但在抗体药物研发生产技术中也存在着一些问题：新靶点难以开发且研发成本高、成功率低、临床研究进展缓慢、缺乏规范的标准等。众多原因致使抗体药物的研发成本居高不下，成功率也微乎其微。

如果想在抗体药物的研发上节约时间和成本，就必须关注到抗体的筛选和制备阶段。抗体的本质是蛋白质，在传统方法中，研究人员通常利用细胞表达体系来制备所需蛋白质，并对其进行深入研究。然而，这种在真核细胞内制备蛋白的方法受限于细胞生长、维护和污染等因素。细胞表达体系面临着瓶颈和挑战，特别是在高通量生产和定制蛋白质方面更是如此。

为了突破这些限制以及为高效蛋白质制备和研究提供更多选择，无细胞蛋白表达技术应运而生。

无细胞蛋白合成系统

与传统体内蛋白表达相比，无细胞蛋白合成系统（CFPS）突破了细胞的生理限制，合成更加快速、所需设备更加简单，操作便捷，其可调控性强、可调控性强、对毒性蛋白的耐受力高、可引入非天然氨基酸对蛋白选择性修饰，蛋白产量高，使许多很难在体内合成的复杂蛋白能够在体外顺利表达。

CFPS可应用于高通量药物筛选、大规模生产重组蛋白药物、开发新型药物蛋白、个体化定制肿瘤疫苗、酶制剂生产等领域，在生物制药领域有着重要的应用潜力。

体外和体内蛋白合成方法的实验流程比较

CFPS优势：

1. 快速表达:小量表达2-4小时检测:CECF和HY装置也可实现相对大量表达。

2. 操作便捷:只需等温摇床与移液器

3. 多种选择:大肠杆菌体系、小麦体系和昆虫体系

biotechrabbit

RTS无细胞蛋白合成系统

基因有限公司代理的德国品牌biotechrabbit 提供一系列大肠杆菌、麦胚、昆虫三种不同宿主细胞来源的体外高效蛋白表达系统（Rapid translation system, RTS），助力抗体药物生产及高效抗体筛选。

可实现真核蛋白、原核蛋白、二硫键蛋白、Fab抗体片段、膜蛋白等各类蛋白的高效表达，反应体系分为小、中、大三种规格，最高可实现24小时内50mg蛋白表达。

RTS无细胞蛋白合成系统技术特色

1. RTS特色无细胞持续交换反应体系

RTS无细胞蛋白合成系统反应体系有特色CECF（Continuous Exchange Cell Free，无细胞持续交换系统）体系和间歇式（batch）反应体系。

（1）CECF体系

该技术主要通过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，将蛋白合成反应时间延长到24小时，因此具有更高的产率。

CECF技术原理图

特点：反应时间持续24h，高产率，可引入多种标记，适用质粒载体为模板。

（2）Batch体系

在Batch体系中，当反应进行4个小时左右时，由于底物的消耗和副产物的增多，反应受到抑制，因此Batch间歇式反应时间一般为2-4小时。

Batch系统与CECF持续能量交换系统的体外蛋白合成区别示意图。

（左）与（右），CECF系统蛋白产量达6mg/ml,蛋白表达持续24h没有抑制。Batch系统体外合成蛋白产量0.4mg/ ml，蛋白快速表达持续2-4h。

2. RTS特有高产能量供给技术

RTS无细胞蛋白表达系统独有的高产HY（High Yield Biochemistry）技术，通过对缓冲液系统和能量供应系统的优化， 以糖酵解的方式为持续长时间的合成反应提供稳定足够的能量，协助Batch和CECF系统提高蛋白产量。

不同方法的体外蛋白合成系统得率对比。底下红色线为传统体外合成产品，中间蓝色线和上面绿色线分别为Biotech的 CECF技术和CECF+HY技术的产品。可见配合CECF+HY技术，蛋白产量提高10倍。

RTS无细胞蛋白合成系统优势

1. 省时简便：

无需细胞的转化，培养和诱导； 

无需克隆，可直接用PCR片段为模板；

适用于质粒和PCR线状DNA模板； 

体外表达系统在2-4小时（batch系统）或24小时 （CECF系统）可完成蛋白合成反应。

2. 系统灵活：

可根据目标蛋白性质在反应体系中加入分子伴侣、去污剂及一些辅助因子，提高蛋白的溶解性和活性，便于合成条件的筛选；

可根据需求引入特殊标记，掺入荧光标记氨基酸、非天然氨基酸、生物素标记、放射性标记等； 

合成规模可调，从20μg~50mg。

3. 高产高通量：

高产量：大肠杆菌CECF系统1ml反应体系蛋白产量高达6mg，10ml反应体系蛋白产量高达 50mg；

高通量：体外蛋白合成系统可实现高通量蛋白合成。

4. 适用性广，特异性好：

克服蛋白毒性：即使对宿主细胞有毒性的蛋白也可顺利合成； 特色二硫键蛋白合成试剂盒，满足特定空间结构和功能蛋白的合成需求； 

只有目标蛋白才会被合成，合成产物无需进行复杂的纯化步骤。

产品满足多种需求

biotechrabbit RTS 产品提供大肠杆菌、麦胚或昆虫三种不同宿主细胞来源的产品。常用的E. Coli来源试剂盒以冻干粉形式提供，易于储存和运输。不同大小规格可满足科研用户和工业用户的不同产量需求。

基因有限公司代理德国 biotechrabbit 的全线试剂耗材产品，包括无细胞蛋白表达产品以及可冻干形式的 PCR/qPCR mix，并为全球范围内多家试剂盒生产商提供定制化的酶和蛋白等 IVD 级别原材料试剂，有强大的技术支持。如需了解更多产品详情，欢迎扫码添加产品经理或联系您身边的基因公司员工索取无细胞蛋白合成手册。