無細(xì)胞表達(dá)平臺(tái)是一種在體外直接合成蛋白質(zhì)的系統(tǒng),它不依賴活細(xì)胞,而是通過提取細(xì)胞內(nèi)的核糖體等調(diào)控因子,并輔以氨基酸、核苷酸等原料來合成蛋白質(zhì)。無細(xì)胞蛋白合成服務(wù)具有多種優(yōu)勢(shì),包括自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便快捷、成本低、表達(dá)時(shí)間短、單位表達(dá)量高等。
無細(xì)胞表達(dá)平臺(tái)的顯著優(yōu)勢(shì)在于其操作的便捷性和高效性。由于無需培養(yǎng)細(xì)胞和細(xì)菌,實(shí)驗(yàn)設(shè)施要求較低,且反應(yīng)時(shí)間大大縮短,通常只需3-5小時(shí)即可完成合成過程,而傳統(tǒng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)通常需要3-7天。此外,無細(xì)胞系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件兼容性高,即使是經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)的非專業(yè)人員也可以完成操作。
無細(xì)胞表達(dá)平臺(tái)在蛋白表達(dá)工程化方面也具有優(yōu)勢(shì)。作為一個(gè)開放式系統(tǒng),可以向體系中自由添加所需的成分以調(diào)控蛋白的正確合成,例如加入金屬離子促進(jìn)特定蛋白的合成。這種靈活性使其特別適合原型研究,整個(gè)過程相對(duì)可控。對(duì)于真核來源的蛋白,無細(xì)胞系統(tǒng)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)表達(dá),尤其是對(duì)于一些抗體功能性片段,如scFv和VHH,只要其功能不依賴翻譯后修飾,無細(xì)胞系統(tǒng)和傳統(tǒng)真核表達(dá)系統(tǒng)的活性無明顯差異。
無細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)還非常適合高通量表達(dá),產(chǎn)量最高可達(dá)到mg/mL級(jí)別。該系統(tǒng)還可以突破傳統(tǒng)表達(dá)系統(tǒng)的限制,成功合成在真核細(xì)胞中難以表達(dá)的抗體片段。無細(xì)胞系統(tǒng)的這些特點(diǎn)不僅提升了合成生物學(xué)領(lǐng)域的研究效率,還在抗體工程、酶生物、傳感器以及疫苗開發(fā)等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。