蛋白质工程

蛋白质工程,是指在基因工程的基础上,结合蛋白质结晶学,计算机辅助设计和蛋白质化学等多学科的基础知识通过对基因的人工定向改造等手段,对蛋白质进行修饰,改造和拼接以生产出能满足人类需要的新型蛋白质的技术。晶体结构、蛋白化学信息、重组DNA技术以及高通量筛选技术都是蛋白质工程研究的有效工具。

合理设计(rational design)和定向进化(directed evolution)是蛋白质工程研究的两种基本方法(图一)。两种方法都可以用来设计新的蛋白质,并不是相互排斥的。合理的设计取决于蛋白质的结构和功能的全面知识,而定向进化则是随机改变蛋白质。两种方法都有各自的优势和缺点。

金斯瑞可采用上述两种方法进行蛋白质工程的研究,并提供给您一站式的技术服务,帮助您设计、表达、筛选,最终获得您所需的蛋白质。

金斯瑞蛋白质工程服务流程图:

合理设计(rational design)

合理设计是基于结构和功能的蛋白质工程方法。它利用蛋白已知的结构,功能和同源信息建立蛋白序列结构和功能之间的关系;通过建立模型预测序列变化对功能的影响,改进蛋白质的活性和稳定性,以及为蛋白质创造新的功能。与基于突变库的定向进化相比,合理设计所需的突变序列远小于定向进化(102-103 vs 106-1012),因此所需成本远小于定向进化;另外,因为合理设计是基于结构和功能的设计,获得与设计目标有相关性的结果也远大于随机筛选的定向计划。

金斯瑞有专业的研发团队,对蛋白质结构和功能的关系有着深厚的理解。我们可以为客户分析目标和需求,并根据结构、已有文献、和同源蛋白等相关信息建议具有价值的突变位点;同时,利用合理高效专业的取样技术,我们可以利用少数突变序列覆盖大量合理设计的突变位点;并且,通过回归方法我们可以有效建立特定突变位点和蛋白质功能的相关性。结合以上优势和金斯瑞已有的专业的高通量表达纯化和筛选服务平台,我们有信心为客户提供有效的筛选策略并为客户提供满足要求的蛋白质工程项目。

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定向进化(directed evolution)

定向进化一般不需要蛋白质结构信息,仅需要一个合适的设计方案,支持所需的蛋白质性质,但往往很多新的蛋白质设计经过测试后,仅有一个或者几个是适合的。因此虽然这种方法模拟自然进化,能够产生优越的合理的设计结果,但同时它会花费大量的时间和金钱,我们需要突变大量的重组DNA,再对蛋白进行筛选,并且筛选过程还会碰到很多未知的问题。

定向进化的有效工具是随机突变。借我们先进的简并退化寡核苷酸技术,金斯瑞能够在合成DNA片段上生成任何形式的随机或基因退化简并全长基因。这一服务能够在利用寡核苷酸范围内来实现可控、高精度的随机化。

金斯瑞的体外文库合成技术能够引入具有可控灵活性的随机突变,突变频率可以设置为1~20个突变/kb的范围内的任意一个值。我们将对同组48、96或192个单独的转化株进行序列验证。

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蛋白质变体表达及分析

蛋白质变体表达

生成和选择蛋白突变体是一种有效的方式获取所需的蛋白质功能结构生物学和功能研究,金斯瑞蛋白部可提供高通量的蛋白表达服务。我们可以帮您优化基因,设计突变位点,基于结构设计的基础上进行蛋白表达,蛋白表达最低96个,我们建议您按96的倍数进行表达,以便于后期的检测。

蛋白质变体筛选及分析

金斯瑞体外药效学分析中心建立了一系列的筛选及分析模型,为临床前新药筛选发现提供了高质量的筛选服务和产品,主要包括G蛋白偶联分析、蛋白酶筛选、其它酶筛选及分析等多种技术服务。另外根据您的科研需求,金斯瑞还可以为您量身定制一站式筛选服务。

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