[发明专利]含咪唑的体外无细胞蛋白合成体系及其应用

说明书

本发明提供一种含有咪唑的体外无细胞蛋白合成体系，其能够提高体外无细胞蛋白合成的能力。其无需从分子水平进行改造，体系组成成分来源常规，能够达到节约成本、操作简单、应用范围广泛的效果。相应的，提供还有咪唑的无细胞蛋白合成体系的应用，具体的为咪唑在提高蛋白表达量的无细胞蛋白合成体系中的应用及利用该体系合成外源蛋白的方法。

技术领域

本发明属于蛋白质合成技术领域，具体涉及一种含咪唑的体外无细胞蛋白合成体系。

背景技术

蛋白质是细胞中的重要分子，几乎参与了细胞所有功能的执行。蛋白的序列和结构不同，决定了其功能的不同(1)。在细胞内，蛋白可以作为酶类催化各种生化反应，可以作为信号分子协调生物体的各种活动，可以支持生物形态，储存能量，运输分子，并使生物体运动(2)。在生物医学领域，蛋白质抗体作为靶向药物，是治疗癌症等疾病的重要手段(1,2)。

咪唑类（imidazoles）为常见的抗真菌药。作用机制为抑制真菌细胞膜麦角固醇的生物合成。其能选择性抑制真菌细胞色素P-450依赖性的14-α-去甲基酶，使14-α-甲基固醇蓄积，细胞膜麦角固醇不能合成，使细胞膜通透性改变，导致胞内重要物质丢失而使真菌死亡。现有文献或专利中报道的咪唑在生产蛋白过程中作为一种纯化试剂或者洗脱试剂成分，主要是发挥纯化蛋白、洗脱蛋白的功能（如CN101479379B、CN105283556A）。

随着科学技术的发展，无细胞表达体系也称为体外蛋白合成系统应运而生，其是以外源目的mRNA或DNA为蛋白质合成模板，通过人工控制补加蛋白质合成所需的底物和转录、翻译相关蛋白因子等物质，能实现目的蛋白质的合成(3)，是一种快速、省时、便捷的蛋白质表达方式。虽然无细胞蛋白质合成系统有很多优点，但要大量合成蛋白质，能量的供应和反应时间是影响系统效率和成本的关键问题(4)。然而延长体外蛋白质合成的反应时间可能遇到的问题是非特异性物质的合成，会消耗蛋白质合成所需的底物、能量等。因此，通过其他途径提高无细胞蛋白合成的蛋白合成水平是亟需解决的问题。

鉴于此，本发明为了解决上述问题，提供一种全新的体外无细胞蛋白合成体系，其能够提高体外无细胞蛋白合成的能力。

参考文献

1. Garcia RA, Riley MR. Applied biochemistry and biotechnology. HumanaPress, 1981. 263-264 p.

2. Fromm HJ, Hargrove M. Essentials of Biochemistry. 2012.

3. Assenberg R, Wan PT, Geisse S, Mayr LM. Advances in recombinantprotein expression for use in pharmaceutical research. Curr Opin Struct Biol[Internet]. 2013;23(3):393–402.

4. Anne Zemella,Lena Thoring, Christian Hoffmeister,and StefanKubick.Cell-Free Protein Synthesis:Pros and Cons of Prokaryotic and EukaryoticSystems. Chembiochem. 2015, 16:2420-2431.

发明内容

本发明提供一种全新的体外无细胞蛋白合成体系，其能够提高体外无细胞蛋白合成的能力。其无需从分子水平进行改造，体系组成成分来源常规，能够达到节约成本、操作简单、应用范围广泛的效果。

本发明包括以下几个方面：

第一方面，提供一种提高蛋白表达量的无细胞蛋白合成体系，在无细胞蛋白合成体系中添加咪唑，其中所述咪唑在合成体系中不发挥抗生素功能。