Báo cáo khoa học: Cell-free expression as an emerging technique for the large scale production of integral membrane protein

Cell-Free Expression As An Emerging Technique For The Large Scale Production Of Integral Membrane Protein

Tác giả: Christian Klammt, Daniel Schwarz, Frank Löhr, Birgit Schneider, Volker Dötsch and Frank Bernhard

Lĩnh vực: Centre for Biomolecular Magnetic Resonance, University of Frankfurt/Main, Institute for Biophysical Chemistry, Frankfurt/Main, Germany

Nội dung tài liệu: Bài viết này trình bày một tổng quan về kỹ thuật biểu hiện không tế bào (cell-free expression – CF) như một phương pháp mới nổi cho việc sản xuất quy mô lớn protein màng tích hợp. Kỹ thuật này khắc phục những khó khăn cố hữu trong việc chuẩn bị mẫu protein màng từ các hệ thống biểu hiện tế bào truyền thống. CF cho phép kiểm soát môi trường phản ứng linh hoạt, hỗ trợ tổng hợp và gấp protein màng vào môi trường kỵ nước phù hợp, hoặc cho phép protein kết tủa dễ dàng hòa tan trong chất hoạt động bề mặt nhẹ. Phương pháp này đặc biệt có giá trị cho các nghiên cứu cấu trúc nhờ khả năng biểu hiện nhanh chóng và hiệu quả protein được gắn nhãn đồng vị. Bài viết cũng thảo luận về các khía cạnh kỹ thuật, ví dụ về protein màng đã được biểu hiện thành công bằng CF, và tiềm năng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực như phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và nhiễu xạ tia X.

Mục lục chi tiết:

• MINIREVIEW
• Cell-free expression as an emerging technique for the large scale production of integral membrane protein
• Keywords
• Correspondence
• (Received 12 May 2006, revised 5 July 2006, accepted 11 July 2006)
• doi:10.1111/j.1742-4658.2006.05432.x
• Introduction
• Integral membrane proteins (MPs) play key roles in numerous human diseases and they currently represent one of the most prevalent drug targets. However, low expression levels, inefficient purification protocols and problematic handling procedures have so far significantly hampered the functional and structural analysis
• Abbreviations
• FEBS Journal 273 (2006) 4141-4153 © 2006 The Authors Journal compilation © 2006 FEBS
• Cell-free expression of membrane proteins
• C. Klammt et al.
• Expression of membrane proteins as precipitate
• Figure 2. CF production of different MPs as precipitates.
• Cell-free expression of membrane proteins in soluble form
• Figure 1. Different modes for CF expression of MPs.
• Figure 3. 1H-15N TROSY spectrum of CF expressed U-2H-15N-labeled YfiK.
• Specific applications for cell-free produced membrane proteins
• Structural analysis of CF synthesized MPs
• Oligomerization studies
• High-throughput expression screening of MPs
• Conclusion and future challenges
• Acknowledgements
• References