Det finns många okända hjältar runt omkring oss, som verkar vara vanliga, men i själva verket bidrar de i tysthet mycket till oss. Proteinas K är den "okända hjälten" inom molekylärdiagnostikindustrin, även om proteinas K är så lågmäld jämfört med de "stora och mäktiga" i branschen att vi länge har förbisett dess betydelse. Med utbrottet av den nya kronepidemin har efterfrågan på proteinas K skjutit i höjden, och utbudet hemma och utomlands ligger långt efter konsumtionen, och alla insåg plötsligt att proteinas K är så viktigt.
Vad är användningen av proteinas K?
Proteinas K är ett serinproteas med proteolytisk enzymaktivitet och kan bibehålla aktivitet i en mängd olika miljöer (pH (4-12,5), buffert med hög salthalt, hög temperatur på 70 °C, etc.). Dessutom hämmas inte proteinas K:s aktivitet av SDS, urea, EDTA, guanidinhydroklorid, guanidinisotiocyanat, etc., och en viss mängd rengöringsmedel kan också öka proteinas K:s aktivitet. Proteinas K finns inom medicinsk behandling (virus- och mikrobiell desinfektion), livsmedel (mörning av kött), läder (hårmjukgöring), vinframställning (alkoholklarning), aminosyraberedning (nedbrutna fjädrar), nukleinsyraextraktion, in situ-hybridisering, etc. Den vanligaste tillämpningen är nukleinsyraextraktion.
Proteinas K kan enzymolysera alla typer av proteiner i provet, inklusive de histoner som är starkt bundna till nukleinsyror, så att nukleinsyrorna kan frigöras från provet och in i extraktet, vilket underlättar nästa steg av extraktion och rening. Vid detektion av viral nukleinsyra är proteinas K en av de viktiga komponenterna i virusprovtagningslösningen. Proteinas K kan knäcka och inaktivera virusets höljeprotein, vilket är säkrare under transport- och detektionsstadiet. Dessutom kan proteinas K också bryta ner RNas, vilket förhindrar nedbrytningen av viralt RNA och underlättar detektion av nukleinsyra.
Proteinas K:s berömmelse över en natt
Oavsett om det gäller vetenskaplig forskning eller IVD är extraktion av nukleinsyra det mest grundläggande experimentet, så proteinas K har alltid varit en mycket viktig företeelse. Tidigare var dock proteinas K betydligt mindre känt än sin roll. En stor del av detta berodde på att utbuds- och efterfrågeförhållandet för proteinas K var mycket stabilt. Få människor skulle tro att tillgången på proteinas K skulle vara ett problem.
Med utbrottet av den nya kronepidemin har efterfrågan på nukleinsyratester ökat kraftigt. I slutet av juni 2020 hade Kina genomfört nästan 90 miljoner nya krontester, och denna siffra är ännu mer alarmerande på global skala. I nukleinsyraextraktionsexperiment är arbetskoncentrationen av proteinas K cirka 50-200 μg/ml. Generellt krävs cirka 100 μg proteinas K för att extrahera ett nukleinsyraprov. I faktisk användning, för att öka effektiviteten vid nukleinsyraextraktion, används ofta proteinas K i ökad mängd. Nukleinsyradetektion av det nya coronaviruset har lett till en stor efterfrågan på proteinas K. Den ursprungliga balansen mellan utbud och efterfrågan på proteinas K bröts snabbt, och proteinas K blev ett viktigt material för att förebygga epidemier över en natt.
Svårigheter med produktionen av proteinas K
Även om människor i takt med epidemins utveckling har uppskattat proteinas K:s viktiga värde, är det pinsamt att på grund av proteinas K:s alltför låga prioritet har få inhemska företag varit involverade i produktionen av proteinas K. När människor vill etablera proteinas K-produktion under produktionsprocessen upptäcktes det att proteinas K är ett extremt speciellt protein. Det är extremt utmanande att utöka produktionskapaciteten för proteinas K på kort tid.
Storskalig produktion av proteinas K står inför följande svårigheter
1. Lågt uttryck
Proteinas K kan ospecifikt bryta ner de flesta proteiner och orsaka allvarlig toxicitet för den uttryckande värdcellen. Därför är uttrycksnivån av proteinas K i allmänhet mycket låg. Screening av uttryckssystem och stammar som uttrycker proteinas K i hög grad kräver i allmänhet en längre cykel.
2. Rester av pigment och nukleinsyror
Storskalig fermentering introducerar en stor mängd pigment och värdnukleinsyrarester. Det är svårt att avlägsna dessa föroreningar med en enkel reningsprocess, och komplex rening ökar kostnaden och minskar återvinningsgraden.
3. Instabilitet
Proteinas K är inte tillräckligt stabilt, det kan enzymolysera sig självt och det är svårt att förvara det stabilt vid 37 °C under lång tid utan ett skyddande medel.
4. Lätt att fälla ut
Vid framställning av frystorkat pulver av proteinas K, för att säkerställa att den fasta halten av proteinas K i det frystorkade pulvret är hög, är det nödvändigt att tillsätta ett frystorkat skyddsmedel i hög koncentration, men när koncentrationen av proteinas K når 20 mg/ml och högre är det lätt att aggregationen bildar en fällning, vilket medför stora svårigheter vid frystorkning av proteinas K med hög fast halt.
5. Stor investering
Proteinas K har stark proteasaktivitet och kan hydrolysera andra proteaser i laboratoriet. Därför kräver proteinas K specialiserade produktionsområden, utrustning och personal för forskning, utveckling och produktion.
XD BIOCHEMs proteinas K-lösning
XD BIOCHEM har en mogen plattform för proteinuttryck och rening, och har stor erfarenhet av uttryck och rening av rekombinanta proteiner samt optimering av produktionsprocesser. Genom den snabba uppbyggnaden av ett forsknings- och utvecklingsteam har den storskaliga produktionsprocessen för proteinas K övervunnits. Den månatliga produktionen av frystorkat pulver är mer än 30 kg. Produkten har stabil prestanda, hög enzymspecifik aktivitet och inga värdcytokrom- och nukleinsyrarester. Välkommen att kontakta XD BIOCHEM. Beställ ett testpaket (E-post:sales@xdbiochem.comTel: +86 513 81163739).
XD BIOCHEMs tekniska lösningar inkluderar
Med hjälp av multikopieplasmidintegration selekteras stammar med högt uttryck och en uttrycksnivå på 8 g/L, vilket övervinner problemet med låg uttrycksnivå av proteinas K.
Genom etableringen av en flerstegsreningsprocess avlägsnades framgångsrikt värdens cytokrom- och nukleinsyraresterna från proteinas K till nivåer under standardvärdet.
Genom högkapacitetsscreening av skyddande buffertformuleringar valdes en buffert som stabilt kan lagra proteinas K vid 37 °C.
Screeningbuffertar övervinner problemet att proteinas K lätt aggregeras och fälls ut vid höga koncentrationer, och lägger grunden för frystorkning av proteinas K med hög fast substanshalt.
XD BIOCHEM proteinas K-prov
XD BIOCHEM proteinas K stabilitetstest: det kommer inte att ske någon signifikant förändring i aktivitet efter 80 dagar vid rumstemperatur
XD BIOCHEM proteinas K stabilitetstest: det kommer inte att ske någon signifikant förändring i aktivitet efter 80 dagar vid rumstemperatur.
Jämförelse av nukleinsyraextraktionseffekten av XD BIOCHEM proteinas K och konkurrerande produkter. I processen för nukleinsyraextraktion används XD BIOCHEM respektive konkurrerande proteinas K. Extraktionseffektiviteten för XD BIOCHEM proteinas K är högre och Ct-värdet för målgenen är lägre.
Publiceringstid: 31 december 2021