跨膜蛋白（TP），也称为整合膜蛋白，占膜蛋白总量的70%~80%。其主要特征是不溶于水，其氨基酸组成疏水性强，也有亲水性氨基酸，由疏水性氨基酸组成的部分，深入脂双层的疏水区，与脂肪酸链共价结合，它们可分布在脂双分子层中或跨越全膜。跨膜蛋白在基本生理过程中起着重要作用，包括分子运输、信号转导和能量利用等。一方面，它们可用于向细胞传递外部环境的信号。另一方面，它们充当接收器收集有关外部环境信号。
基因组序列中有将近30％的基因编码跨膜蛋白，其中50％是目前已知药物的靶标。但由于跨膜蛋白表达和纯化非常困难，市面上关于重组的跨膜蛋白种类并不是很多。华美生物致力于蛋白表达的研发，除了常见的大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、毕赤酵母、哺乳动物细胞和杆状病*-昆虫细胞五大表达系统，还拥有无细胞表达系统。无细胞表达系统极大的促进了华美生物对重组跨膜蛋白的开发与优化。
华美生物跨膜蛋白
华美生物的无细胞表达系统技术平台特别适合跨膜蛋白的表达。自年建立该平台以来，目前已成功开发出种蛋白质，产量为mg/mL，其中包含99种具有1-15次跨膜结构域的跨膜蛋白和*性蛋白，这些蛋白在传统的大肠杆菌表达系统中难以表达。此外，我们还生产了包含多个跨膜结构域的高分子量蛋白（kDa-kDa）。
年，华美生物与诺贝尔奖获得者-膜蛋白研究专家HartmutMichel达成合作，旨在帮助优化技术平台。基于这些优势，华美生物目前可以产生36,+种跨膜蛋白，主要包括ATP结合盒（ABC）、水通道蛋白（AQP）、G蛋白偶联受体（GPCR）、人白细胞抗原（HLA）和离子通道（Ionchannel）等等。
ATP结合盒（ABC）：
ATP结合盒（ABC）蛋白可以结合和水解ATP，并利用能量驱动各种分子穿过质膜以及内质网（ER）、过氧化物酶体和线粒体内膜。它参与脂质膜上特定分子的运输以及所有生物体的抗性。
水通道蛋白（AQP）：
水通道蛋白是一种位于细胞膜上的蛋白（内膜蛋白），它可在细胞膜上形成“通道”，从而控制水流入和流出细胞的过程。目前，我们已经通过无细胞表达系统成功开发了一些具有活性的水通道蛋白。
G蛋白偶联受体（GPCR）：
G蛋白偶联受体（GPCR）是一类膜蛋白受体的总称。它能与细胞外分子结合并激活内部信号转导途径，最终激活细胞反应。GPCR介导涉及视觉控制、肾脏功能、肿瘤发生、免疫反应和炎症的信号。
人类白细胞抗原（HLA）：
HLA是一种位于人体细胞表面专门向T细胞呈递短肽的蛋白质或抗原，在人体的免疫防御中起关键作用。HLA的临床应用主要是器官移植中供体和受体匹配。
离子通道（Ionchannel）：
离子通道是各种无机离子跨膜的被动传输途径，是活细胞进行代谢活动和物质交换的重要途径。离子通道对于实现细胞的各种功能具有重要意义。
无细胞表达系统
系统优势：
没有细胞结构的限制，可以表达对宿主细胞有强*害作用的外源蛋白。反应通量高，能在多孔板上按照多种不同的条件，多种不同的蛋白同时平行进行。适合进行高通量的蛋白质组学研究。开放的反应体系便于改变各项反应条件，有利于调控基因的转录，蛋白质的合成和翻译后修饰。可添加非天然的氨基酸或同位素标记氨基酸合成符合特殊用途的蛋白质。步骤少，实验流程简单，设备依赖低，可极大地提高工作效率。可以以PCR为模板直接表达，制备周期短。
华美CUSABIO优势：
可表达1~15次跨膜蛋白，已成功表达多个10次以上跨膜超高难度蛋白。所表达的多个跨膜蛋白通过活性验证，涵盖GPCR、AQP等。蛋白合成产量高达5mg/mL。Nanodics组装服务。
由无细胞表达系统表达的跨膜蛋白产物可用于研究跨膜蛋白的功能。跨膜蛋白整合到囊泡中进行结构和功能研究是膜蛋白研究的热门话题。
实验流程华美特色
跨膜蛋白—案例展示
跨膜蛋白介导细胞与细胞外环境间的信号传导，并执行许多重要的细胞生物学功能。例如，它是各种信号分子、激素和其他底物的受体；它参与细胞膜内部和外部之间物质、能量和信号的交换；它构成了各种离子跨膜的通道，该通道将营养物质和一些无机电解质输入细胞，并将有*或无用的代谢产物排放到细胞中。
由于无细胞表达系统的独特优势，它们在跨膜蛋白表达中起着重要作用。
在无细胞表达系统中，我们可以修饰跨膜蛋白。例如，可以将非天然氨基酸添加到蛋白质表达中，以实现在常规重组表达后难以解决的复杂修饰过程。
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