無(wú)細(xì)胞蛋白表達(dá)系統(tǒng)多以細(xì)胞裂解液為基礎(chǔ)，去除基因組DNA、RNA和蛋白質(zhì)，保留轉(zhuǎn)錄和翻譯必需的組分，再添加入含有能量系統(tǒng)、氨基酸等底物的緩沖液系統(tǒng)。用戶(hù)加入自己的目的基因，在一定溫度下孵育或恒溫振蕩一定時(shí)間即可完成蛋白的表達(dá)。
通常包含細(xì)胞提取物(如大腸桿菌裂解液、小麥胚芽提取物、昆蟲(chóng)細(xì)胞裂解液等，提供轉(zhuǎn)錄和翻譯所需的酶、核糖體等成分)、能量源(如ATP、GTP等)、氨基酸、輔因子、緩沖液系統(tǒng)，部分試劑盒還會(huì)提供線性模板、質(zhì)粒載體、分子伴侶、氧化還原緩沖液等特殊組分。
無(wú)細(xì)胞蛋白表達(dá)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：
快速高效：無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成DNA到蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換，相較于細(xì)胞內(nèi)蛋白表達(dá)系統(tǒng)效率提高數(shù)倍以上。例如，某些試劑盒能在2 - 16小時(shí)內(nèi)完成蛋白表達(dá)。
靈活性高：研究人員可以輕松修改反應(yīng)條件，如溫度、pH值和代謝物濃度，以?xún)?yōu)化蛋白質(zhì)的表達(dá)和折疊；還能根據(jù)需求添加蛋白酶抑制劑、稀有密碼子、金屬離子等添加劑，或進(jìn)行tRNA修飾和氨基酸標(biāo)記等。
安全性好：由于不涉及活細(xì)胞，無(wú)細(xì)胞蛋白合成減少了病原體污染的風(fēng)險(xiǎn)，特別是在生產(chǎn)疫苗和治療性蛋白質(zhì)時(shí)。
可表達(dá)特殊蛋白：能表達(dá)在細(xì)胞內(nèi)難以表達(dá)的蛋白，如膜蛋白、毒性蛋白、二硫鍵依賴(lài)性蛋白等。
高通量篩選：可以同時(shí)合成多個(gè)目標(biāo)蛋白質(zhì)，用于快速篩選和表達(dá)大量不同蛋白質(zhì)，加快蛋白質(zhì)功能研究、藥物篩選等過(guò)程。
成本效益：與細(xì)胞培養(yǎng)相比，無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)可以顯著降低某些蛋白合成的成本，特別是在高經(jīng)濟(jì)附加值的蛋白生產(chǎn)和篩選中。
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