[發(fā)明專利]自動化制備無細(xì)胞蛋白的設(shè)備及其制備蛋白質(zhì)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380069009.1
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN104884606B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸翰語;金鐘甲;韓指元;趙俞相;金敏貞;金荷娜;李洋源;金楠鎰
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社百奧尼
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C07K1/22
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務(wù)所 11494
• 代理人: 陳桉

本發(fā)明涉及一種自動化制備無細(xì)胞蛋白的設(shè)備以及使用其制備蛋白質(zhì)的方法，并且更具體地，涉及一種自動化制備無細(xì)胞蛋白的設(shè)備以及使用其制造蛋白質(zhì)的方法，所述設(shè)備包括：包含反應(yīng)容器的蛋白質(zhì)表達(dá)反應(yīng)單元，所述反應(yīng)容器包括多個(gè)透析管，該透析管通過開口上部結(jié)構(gòu)設(shè)有透析膜；用于加熱或者冷卻蛋白質(zhì)表達(dá)反應(yīng)單元的反應(yīng)溫度控制單元；吸液管陣列，包括多個(gè)吸液管并能夠使用所述吸液管吸取或者排放溶液；吸液管陣列移動單元，能夠上下、前后或左右移動吸液管陣列從而移動溶液；設(shè)有磁場施加設(shè)備的蛋白質(zhì)純化單元；以及多孔板安裝單元，能夠提供多孔板試劑盒，所述多孔板安裝單元供應(yīng)用于蛋白質(zhì)生產(chǎn)的溶液。此外，本發(fā)明涉及自動化制備無細(xì)胞蛋白的設(shè)備及其制備方法，其除親和標(biāo)簽?zāi)繕?biāo)蛋白之外還能夠合成無親和標(biāo)簽的純目標(biāo)蛋白，并能夠通過多步透析自動且快速地用所需蛋白質(zhì)儲存緩沖液替換含有最終純化蛋白的洗脫溶液，并且因此可以自動且方便地大量生產(chǎn)多種蛋白質(zhì)。此外，本發(fā)明涉及用于自動化制備無細(xì)胞蛋白的反應(yīng)試劑盒，包括用于存儲制備蛋白所需的溶液的多孔板試劑盒；以及設(shè)有透析膜的透析管。根據(jù)本發(fā)明的自動化制備無細(xì)胞蛋白的設(shè)備除了可以自動表達(dá)靶標(biāo)蛋白并將其純化以外，還可以在蛋白質(zhì)儲存緩沖液中進(jìn)行透析，因此最終制備的蛋白能夠即刻得到使用。此外，本發(fā)明的制備蛋白的方法可以通過多級交換低分子量表達(dá)溶液而連續(xù)提供無細(xì)胞表達(dá)所需的能量源，使得相比于通過使用常規(guī)制備無細(xì)胞蛋白的方法獲得靶標(biāo)蛋白，可以多獲得最大5倍的靶標(biāo)蛋白，并且由于當(dāng)使用磁鐵顆粒純化靶標(biāo)蛋白，使用蛋白酶除去不必要的親和標(biāo)簽制備純靶標(biāo)蛋白，本發(fā)明在用于工業(yè)、醫(yī)學(xué)和研究目的的蛋白生產(chǎn)非常有用，其中可以制備去除了對蛋白活性和結(jié)構(gòu)賦予副作用的人工序列的環(huán)形蛋白。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動化無細(xì)胞蛋白質(zhì)生產(chǎn)系統(tǒng)以及一種使用該系統(tǒng)生產(chǎn)蛋白質(zhì)的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種自動化無細(xì)胞蛋白質(zhì)生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：包含反應(yīng)容器的蛋白質(zhì)表達(dá)反應(yīng)單元，所述反應(yīng)容器包括多個(gè)透析管，每個(gè)透析管包括透析膜并且頂部開放；用于加熱或者冷卻反應(yīng)容器的反應(yīng)溫度控制單元；吸液管陣列，包括多個(gè)吸液管并使用所述吸液管吸取或者排放溶液；吸液管陣列移動單元，在上下方向、前后方向或左右方向移動吸液管陣列從而移動溶液；包括磁場施加裝置的蛋白質(zhì)純化單元；以及多孔板安裝單元，其中安裝有多孔板試劑盒，所述多孔板安裝單元供應(yīng)用于蛋白質(zhì)生產(chǎn)的溶液，并且本發(fā)明涉及使用該系統(tǒng)生產(chǎn)蛋白質(zhì)的方法。

另外，更具體地說，本發(fā)明涉及一自動化蛋白生產(chǎn)系統(tǒng)和方法，其除親和標(biāo)簽?zāi)繕?biāo)蛋白之外還能夠合成無親和標(biāo)簽的純目標(biāo)蛋白，并能夠通過多步透析自動且快速地用所需蛋白質(zhì)儲存緩沖液替換含有最終純化蛋白的洗脫溶液，并且因此可以自動且方便地大量生產(chǎn)多種蛋白質(zhì)。

此外，本發(fā)明涉及用于自動化無細(xì)胞蛋白質(zhì)生產(chǎn)的反應(yīng)試劑盒，其包含用于存儲蛋白質(zhì)生產(chǎn)所需溶液的多孔板試劑盒，以及含有透析膜的透析管。

背景技術(shù)

通常使用不同細(xì)胞株，例如使用E.coli、酵母和動物細(xì)胞實(shí)施生產(chǎn)重組蛋白的方法。這些方法包括將重組蛋白表達(dá)載體轉(zhuǎn)化至細(xì)胞株，培養(yǎng)細(xì)胞株以表達(dá)目標(biāo)蛋白以及裂解細(xì)胞以純化目標(biāo)蛋白。

這些方法需要篩選用以穩(wěn)定地表達(dá)重組蛋白質(zhì)的菌株的過程，并且接下來要進(jìn)行包括細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞破碎和蛋白質(zhì)純化的一系列過程。因此，這些方法需要大量的時(shí)間和精力。

此外，細(xì)胞毒性蛋白質(zhì)或膜蛋白質(zhì)難以表達(dá)。因此，在這些蛋白質(zhì)的情況下，需要諸如嘗試不同的表達(dá)條件等很多努力。為此，存在著生產(chǎn)一種蛋白質(zhì)就需要幾天到幾個(gè)月的時(shí)間這一問題。

為了克服這個(gè)問題，已研發(fā)出無細(xì)胞蛋白質(zhì)表達(dá)方法和與其相關(guān)的產(chǎn)品，所述方法在不使用細(xì)胞的條件下，短時(shí)間內(nèi)于反應(yīng)容器如試管中表達(dá)蛋白。這些方法旨在不用細(xì)胞培養(yǎng)來表達(dá)所需的蛋白質(zhì)。這些方法使用包括目標(biāo)基因的載體、細(xì)胞培養(yǎng)后通過分離/純化獲得的細(xì)胞提取物以及包括氨基酸、三磷酸核糖核酸、能量源和緩沖液的蛋白質(zhì)表達(dá)溶液。在這些方法中，利用細(xì)胞提取物中含有的RNA聚合酶將編碼所需蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)錄成mRNA，并利用細(xì)胞提取物中含有的核糖體、tRNA等將mRNA翻譯為蛋白質(zhì)。