膜蛋白的挑战

膜蛋白与水溶性蛋白产品差异
膜蛋白 水溶性蛋白
表达体系 在生物膜上表达;生物膜结构与脂类在生物种属间差异巨大,导致蛋白合成机制差异大 在细胞质中表达;细胞质中的蛋白合成机制在生物种属间差异相对小
制备方法 蛋白纯化添加去垢剂和脂类,去垢剂和脂类的种类和配比对于蛋白构象稳定非常关键;配比参数多,体系复杂 蛋白纯化仅需要无机盐和缓冲液,不需要去垢剂和脂类,配比简单
结晶方法 有水相结晶和脂相结晶法;水相结晶要综合配比去垢剂、脂类和抗体等,体系复杂;脂相结晶包括Bicelle和脂立方相技术,需要去垢剂或脂类分子包裹,具有规则结构的可结晶表面小,结晶难度大蛋白质稳定性差,易在结晶周期中变性可供筛选的条件比较少,某些方法要特定温度 水相结晶法,不需要去垢剂、脂类或抗体,体系简单相对容易结晶,稳定性好,可以筛选多个温度条件
X- 射线结构解析 晶体各向异性高,尺寸小,衍射弱,需要X-射线同步辐射minibeam,收集策略复杂 晶体各向同性高。尺寸大,衍射强,不需要minibeam,收集策略简单。
冷冻电镜单粒制样 常需要把膜蛋白重组至Nanodisc或Salipro上。脂类选择和制备流程复杂;电子辐射损伤保护剂的选择尤其关键。 去垢剂的种类与浓度影响冷冻制样的冰层厚度和颗粒分布等结果 不需要将蛋白重组至Nanodisc或Salipro,制备工艺简单无去垢剂干扰

Protein Data Bank的数据统计表明,在成功解析出的蛋白三维结构中,膜蛋白的结构只占3%,这与膜蛋白基因占生物体总基因数的1/3的事实形成巨大差别。由此可见,当前的膜蛋白研究存在挑战,主要表现在:

1.由于跨膜蛋白结构复杂,具有多个疏水结构,使得其在脱离细胞膜环境后,难以保持其天然生理构象;

2.全长多次跨膜蛋白仅表达在细胞(器)膜,表达水平低;

3.获得具有天然构象和功能活性的膜蛋白是开发这一类靶点抗体药物的核心所在

有关技术和服务的更多信息,请联系我们。

联系我们