蛋白質是藥物靶點的主要來源，其中，膜蛋白約占主要藥物靶點的50%。
膜蛋白的生物合成可以分為四個過程[1]：
①Targeting：新合成的蛋白質運送到膜上特定位置；
②Insertion：跨膜結構域 (TMD) 以適當?shù)耐負浣Y構插入膜；
③Folding: 在膜中進行額外的折疊；
④Assembly：與其他元件組裝。
由于表達量低、構象不穩(wěn)定、難分離純化等問題，重組膜蛋白表達成為膜蛋白靶向藥物開發(fā)的瓶頸。有報道稱，病毒樣顆粒 (VLP)以及無細胞蛋白表達（CFPS）正逐漸成為表達功能性膜蛋白的可行方法[2]。
今天小編就為大家介紹這兩種膜蛋白表達的技術平臺。
圖1 膜蛋白生物合成過程示意圖[1]
VLP平臺
VLP即病毒樣顆粒（Virus Like Particle），它來源于病毒的外層衣殼蛋白，是一種或多種衣殼蛋白自動組裝形成的納米級的微粒，沒有核酸。目前廣泛應用于疫苗開發(fā)。
VLP平臺表達膜蛋白
用病毒衣殼蛋白質粒與目標膜蛋白質粒共轉染細胞，病毒衣殼蛋白自組裝形成VLP，隨后VLP通過出芽從細胞中分泌表達，獲得包裹細胞膜的VLP，膜蛋白展示在VLP表面[3]。
圖2 VLP展示膜蛋白示意圖
優(yōu)點
1.通過目標膜蛋白完整展示在VLP表面，能夠保證膜蛋白的完整天然構象，適用于免疫和抗體篩選檢測的全長跨膜蛋白；
2.由于VLP的存在，VLP平臺表達的膜蛋白擁有更高的免疫原性[4]。
缺點
1. VLP仍然受到細胞內表達膜蛋白的局限。
2. VLP出芽無法特異性地捕獲目標膜蛋白，因此所獲得的產品為混合物，純度低，不能用SDS-PAGE測定目標膜蛋白純度。
周期
VLP膜蛋白表達與常規(guī)蛋白表達相似，包含載體構建、載體轉染、菌株篩選、蛋白表達等流程，表達服務周期一般在6-8周。
CFPS
無細胞蛋白表達（CFPS）是將細胞內合成蛋白所需要的RNA聚合酶、核糖體及轉錄翻譯輔助因子等分子機器提取出來，并輔以核苷酸、氨基酸、能量物質及基因模板而在沒有活細胞參與的體外直接合成蛋白質的生物反應。
圖3 無細胞蛋白表達示意圖[5]
CFPS表達膜蛋白
傳統(tǒng)細胞表達系統(tǒng)在生產膜蛋白方面存在諸多限制，如毒性、膜蛋白功能折疊空間有限以及運輸和膜插入機制效率低下[6]。而CFPS系統(tǒng)沒有細胞毒性限制、開放性高，可以添加去垢劑、輔助折疊的分子伴侶，實現(xiàn)膜蛋白在上清中可溶表達，且表達成功概率非常高。膜蛋白表達是CFPS的優(yōu)勢應用場景之一。
優(yōu)點
1. 能夠實現(xiàn)膜蛋白在上清中可溶表達，保證膜蛋白的穩(wěn)定性。
2. 可以進行下游純化，雜蛋白較少，純度可達80%。
周期
無細胞系統(tǒng)表達膜蛋白表達無需傳統(tǒng)蛋白表達的載體轉染、菌株篩選等流程，也無需去垢劑溶膜，可直接構建不同反應體系篩選表達條件。在獲得滿足CFPS系統(tǒng)要求的模板DNA后，僅需1-3天即可表達膜蛋白，再經過1-10天即可獲得純化的膜蛋白。
珀羅汀無細胞蛋白表達
珀羅汀生物于2017年在蘇州工業(yè)園區(qū)成立，是一家專業(yè)的無細胞蛋白表達生物技術公司。目前珀羅汀已開發(fā)出可表達膜蛋白的無細胞蛋白表達試劑盒，同時依托無細胞平臺承接膜蛋白表達服務，推出“云上膜蛋白"活動，不表達不收費！
詳細鏈接：云上膜蛋白——蛋白表達定制服務，不表達不要錢
珀羅汀生物基于無細胞蛋白表達系統(tǒng)的膜蛋白表達案例：
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