跨膜蛋白是生物体内广泛存在的一类蛋白质，它们在细胞膜上以不同的方式与其相互作用，从而发挥各种生物学功能。根据不同的结构和功能，跨膜蛋白可以分为三种类型：通道型跨膜蛋白、受体型跨膜蛋白和泵型跨膜蛋白。

 

通道型跨膜蛋白是跨膜蛋白中为简单的类型，它们主要的功能是在细胞膜上形成一些具有选择性通透性的孔道，使得离子和小分子物质能够通过。通道型跨膜蛋白具有多个跨膜域，通常由 α 螺旋和 β 折叠两种二级结构组成。α 螺旋通道如 K+ 通道能够容纳阳离子，β 折叠如离子泵Na+/K+-ATPase 能够承载各种离子。

 

受体型跨膜蛋白是一类比较复杂的蛋白质，它们能够接受信号分子的结合，从而调节细胞内的生物学路径。受体型跨膜蛋白通常由单个跨膜域和两个不同构的端基组成，其中一个端基是细胞外的受体结构域，能够特异性地与信号分子结合；另外一个端基是细胞内的调节结构域，能够将受体活性传递到细胞内部。受体型跨膜蛋白具有多种作用方式，如酪氨酸激酶受体，转录因子受体等。

 

泵型跨膜蛋白是一类能够通过能量输入来驱动物质运输的蛋白质。它们能够将离子或者小分子物质从低浓度区域转运到高浓度区域，从而维持细胞内的化学平衡和稳态。泵型跨膜蛋白一般由多个跨膜域组成，并能借助外源性能量如ATP进行运输。常见的泵型跨膜蛋白有Na+/K+-ATPase, H+/K+-ATPase等。

 

义翘神州提供跨膜蛋白制备平台，包括：VLP技术平台/去垢剂技术平台/Nanodisc技术平台。

VLP技术平台

正确折叠的膜蛋白在细胞膜上表达，类病毒颗粒VLP通过出芽的方式包裹上携带有靶标蛋白的细胞膜，形成包膜的VLP。它是由病毒的衣壳蛋白通过自组装而形成的纳米级颗粒（直径约100～300纳米），不含病毒核酸，不能进行自主复制，生产操作过程中较为安全。产生的VLP蛋白可直接像可溶蛋白一样进行包被进行ELISA检测。

 

义翘神州已成功开发VLP技术平台，它可以将完整天然构象的膜蛋白展示在类病毒颗粒表面，这种方法不仅可以保留膜蛋白的完整结构，同时也能够真实地模拟其在细胞膜上的位置和构象。

利用VLP平台制备跨膜蛋白具有以下优势：

? 全长跨膜蛋白，保持完整的天然构象

? 适用于动物免疫、ELISA检测、CAR阳性率检测、抗体筛选等。

 

义翘神州搭建了基于HEK293表达系统的VLP（virus-like particle）技术平台，能够将目的膜蛋白完整展示在VLP表面，使其能够像普通蛋白一样进行检测，义翘神州目前可以为客户提供膜蛋白定制服务，助力药物研发进程。

 

去垢剂技术平台

由于存在疏水结构域，跨膜蛋白与膜的结合非常紧密，需要用去垢剂（detergent）才能从膜上洗涤下来，Detergent作为一种两亲性分子，疏水尾部包裹目的蛋白的疏水区域，亲水头部位于与溶液接触的界面。微团的形成是膜蛋白增溶的基础，当去垢剂浓度高于CMC（Critical micelle concentration，临界胶束浓度）时会形成微团，增溶后，去垢剂将蛋白周围的磷脂置换，从而实现收集目标膜蛋白的目的，后续再进行蛋白纯化，终蛋白呈现在含有Detergent的溶液中。义翘神州成功搭建了去垢剂技术平台，利用该平台可有效提高跨膜蛋白的产量和纯度。

去垢剂技术平台的优势：

? 可定量

? 胶束为膜蛋白疏水基团提供保护并稳定构象

? 适用于动物免疫、ELISA检测、SPR/BLI检测等

 

Nanodisc技术平台

Nanodisc结构稳定，与天然的生物膜非常相似，使得Nanodisc能够很好地应用于膜蛋白的研究。目前Nanodisc平台有2种方式，一种是基于苯乙烯马来酸酐共聚物（SMA）组装的SMA-Nanodisc平台，如下图（左）所示，它可以直接从细胞膜上提取膜蛋白，使其变为可溶性蛋白，组装完成的蛋白样品很稳定，更能维持蛋白的天然构象。另一种是基于膜骨架蛋白（MSP）的MSP-Nanodisc平台（下图右），它需要先将膜蛋白利用去垢剂制备出来，然后再加入磷脂分子和MSP进行组装。通过调整磷脂、MSP和待组装膜蛋白三者的比例，可以使得待组装膜蛋白在Nanodisc中呈不同聚集状态。义翘神州已成功搭建了Nanodisc技术平台，利用跨膜蛋白与磷脂结合能够维持其良好活性的特性，制备出稳定的产品，满足动物免疫、抗体筛选、cell-based assays等场景。

SMA-Nanodisc技术平台的优势：

? 可定量

? SMA共聚物包裹的膜蛋白稳定性更好，有助于更好地研究膜蛋白的结构和功能

? 适用于动物免疫、ELISA检测、SPR/BLI检测、CAR阳性率检测及细胞实验等