难表达蛋白快速获取？Nuclera无细胞蛋白表达系统破解科研瓶颈(蛋白表达有什么用)

在生物科研与药物研发过程中，获取可溶性、稳定且有活性的蛋白质是众多研究人员面临的核心瓶颈，传统蛋白制备手段效率低下、流程繁琐，严重制约研究进展。英国Nuclera公司研发的eProtein Discovery无细胞蛋白表达筛选系统（也被称作“蛋白质打印机🖨️”），整合无细胞蛋白合成（即cell-free system）与数字微流控蛋白筛选技术，实现从DNA🧬构建体到无细胞蛋白表达与纯化筛选的全流程自动化，成为解决蛋白获取难题的关键设备。上海曼博生物作为Nuclera中国代理，为国内科研人员提供该系统的全流程产品咨询与服务，如有需要欢迎咨询。

一、传统蛋白制备的核心痛点

传统的蛋白表达纯化流程存在明显的效率与操作短板，即使是常规无细胞蛋白表达技术，也未能解决流程繁琐的问题，无法实现蛋白表达自动化，具体痛点如下：

1. 经典蛋白表达纯化：高度依赖人工操作，从DNA🧬到获得可检测蛋白的全程耗时数周甚至数月，人工误差还会影响实验成功率；
2. 常规无细胞蛋白表达：虽将单次表达时间缩至十几小时，但仍需分步完成表达载体制备、体外扩增、高通量蛋白表达、条件筛选等多步操作，各环节需人工衔接，流程效率偏低。

二、eProtein Discovery系统核心产品信息

Nuclera eProtein Discovery系统是一款将无细胞蛋白合成系统（CFPS）与数字微流控技术深度结合的快速蛋白质原型系统，核心依托纳升液滴蛋白表达技术，将传统蛋白纯化表达的复杂流程，整合为无细胞蛋白表达自动化流程，从根本上提升蛋白制备效率。

1. 核心操作逻辑：仅需将目标蛋白质的氨基酸序列输入系统配套软件，软件将利用预设融合标签自动定制优化的DNA🧬构建体，将制备好的表达载体和其他核心表达试剂装载至设备后，系统将全程自动化完成后续所有操作；
2. 高通量筛选能力：系统可同时完成192种独特表达条件筛选，即24种DNA🧬构建体搭配8种无细胞混合物，通过多维度条件组合，筛选出适配的表达方案；
3. 制备周期：从输入目标蛋白序列、定制DNA🧬构建体，到获得可直接用于分析检测的高质量蛋白质，全程仅需48小时；
4. 已验证的量产成果：该系统目前已成功生产超过2000种蛋白质，其中约77%为人类蛋白，覆盖生物科研与药物研发的主流蛋白需求，且能快速获取难表达蛋白，特别是膜蛋白表达与纯化，攻克传统无细胞蛋白表达中难表达蛋白的制备难题。

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图1：eProtein Discovery系统与传统蛋白制备流程周期对比

三、eProtein Discovery系统工作流程

eProtein Discovery系统设计了三步式全自动化工作流程，依托数字微流控技术与纳升液滴蛋白表达技术，操作简单、步骤清晰，无需复杂的人工专业操作，全程实现无细胞蛋白表达自动化，适配各类生物实验室的研究需求，具体流程如下：

步骤1：设计与准备

将目标蛋白质的序列输入系统配套专属软件，软件根据预设融合标签自动定制优化表达的DNA🧬构建体，研究人员通过eGene Prep试剂盒完成表达构建体的标准化制备，为后续表达筛选做准备。

步骤2：表达与纯化

系统自动将制备好的表达构建体与无细胞混合物组合，通过纳升液滴蛋白表达技术完成192种表达条件的高通量筛选，优先开展蛋白可溶性功能筛选、评估其可溶性产量；从192种条件中智能选取30种潜力条件，通过Strep标签+磁珠纯化法完成蛋白表达与可纯化性评估，再结合可溶性、可纯化性、纯化产量多维度数据，确定DNA🧬构建体与无细胞混合物的适配组合。

步骤3：放大与应用

基于筛选出的理想表达条件，系统对目标蛋白质进行微克至毫克级的放大生产，直接获得可用于实验检测的高纯度蛋白，满足下游各类研发需求。

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图2：eProtein Discovery系统工作流程

四、eProtein Discovery系统蛋白制备能力

该系统覆盖范围广、适配性强，能满足不同类型、不同分子量的蛋白表达需求，可实现难表达蛋白快速获取，具体能力如下：

1. 蛋白分子量范围：可制备18kDa~300kDa的蛋白质，平均制备分子量为46kDa，：覆盖科研所需的绝大多数蛋白分子量区间；
2. 蛋白类型覆盖：可制备伴侣蛋白、水解酶、连接酶、氧化还原酶、信号蛋白、结构蛋白、转移酶等多种类型蛋白质；
3. 难表达蛋白攻克：可快速获取难表达蛋白，实现膜蛋白的表达与纯化，同时能制备含二硫键的蛋白、高度无序结构蛋白等传统难表达蛋白；
4. 蛋白变体筛选：可便捷筛选、获取蛋白的同源物、直系同源物、突变体及异构体，满足蛋白功能研究的多元需求。

五、eProtein Discovery系统五大应用场景

eProtein Discovery系统的应用覆盖生物基础科研、药物研发的全链条，依托自动化无细胞蛋白表达与数字微流控技术，是多领域研究的核心设备，核心应用场景如下：

1. 未知药物靶点的筛选与验证研究；
2. 各类难表达蛋白质的快速制备；
3. AI/ML蛋白质工程的蛋白原型制备与验证；
4. 从头设计蛋白质的表达与功能检测；
5. 生物医药研发中蛋白的可开发性评估。

六、Nuclera品牌背景与国内授权代理1. Nuclera品牌简介

英国Nuclera公司由剑桥大学的博士生于2013年创立，品牌创立的初衷，是解决生物学领域蛋白获取难的核心瓶颈。品牌愿景是打造从DNA🧬到蛋白质的一体化原型设计系统，缩短药物研发中靶蛋白的获取时间，降低技术障碍，通过生物工程技术创新推动人类健康领域研究进展。

2. Nuclera中国大陆官方代理——曼博生物

上海曼博生物已与Nuclera公司达成官方独家合作，作为正式的Nuclera中国代理，为国内科研人员、生物医药企业提供eProtein Discovery系统的产品咨询、采购安装、技术支持等全流程服务，助力国内科研机构开展靶点验证、膜蛋白表达、AI蛋白设计和酶的定向进化及酶工程等相关研究，欢迎咨询了解。