1. 高通量篩選
高通量篩選（HTS）在藥物發現、基因工程、蛋白質組學等領域得到了廣泛的應用，一直是推動科學進步的重要工具。 它可以在短時間內從大量的化合物或基因序列中快速篩選出具有特定活性或功能的物質，大大加快了研究程序，提高了科研效率，降低了研發成本。
圖1：促進微生物細胞工廠中相關產物合成的高通量篩選策略。
然而，隨著科研和工業需求的增加，傳統高通量篩選技術的弊端日益明顯，如篩選效率和準確性的問題。 傳統的篩選方法往往依賴於化學或生物方法，這些方法會受到各種因素的影響，如樣品的質量、實驗條件的控制等，這些因素會影響篩選的準確性和效率。
2. 游離蛋白表達
作為一種很有前途的生物技術，無細胞蛋白表達（CFPS）技術近年來發展迅速，並逐漸應用於高通量篩選領域。 該技術是一種體外重組蛋白表達技術，其中使用含有蛋白質合成基本成分（核醣體、轉運 RNA、氨醯基合成酶、起始延伸終止因子、ATP、Mg2+ 和 K+ 等）的細胞裂解物在體外進行蛋白質合成。
圖2：無細胞表達系統。
資料來源：團隊：香港-香港中文大學簡介-2017igem.org
與傳統的基於細胞的高通量篩選技術相比，無細胞蛋白合成避免了傳統技術的許多問題，如表達效率低、蛋白純化困難、細胞毒性等，因為它不需要基於細胞的系統。 優點也很明顯，例如：
1、效率高：無細胞蛋白表達技術可在短時間內實現大規模蛋白製備，大大提高了篩選效率。
2、純度高：無細胞蛋白表達技術純度可達90%，滿足工業化生產要求。
3.靈活性：無細胞蛋白表達技術可以通過調整反應條件或反應物來優化表達系統，為科學研究和工業應用提供更大的靈活性。
圖 3：游離蛋白表達篩選過程的時間與試劑成本分析。
1.快速篩查。
借助游離蛋白表達系統，研究人員可以在很短的時間內從大量化合物或序列中快速篩選出潛在的活性物質或具有特定功能的蛋白質。 這將大大提高篩選的效率和準確性，並加速新藥發現和基因工程的程序。 無細胞蛋白合成已被證明是在各種脂質模擬物中篩選膜蛋白靶標的一種有前途的方法，他們報告了一種高通量篩選工作流程，已應用於篩選 61 個真核膜蛋白靶標。
圖 4：膜蛋白高通量無細胞篩選工作流程。
2.大規模蛋白質製備。
無細胞蛋白質合成系統已成為加速蛋白質設計、生物製造和測試的有前途的平台。 隨著無細胞蛋白合成技術的成熟，製備反應所需的成本和時間都降低了，據報道，通過無細胞蛋白合成系統可以將蛋白產量提高到每公升反應體積的克數。 與大規模蛋白質製備相比，目前的無細胞系統與細胞表達相比具有一些明顯的優勢。 例如，CFPS反應在篩選活動中具有出色的速度和靈活性，因為它們可以在幾個小時內從線性DNA模板中生成蛋白質，從而避免了限速轉化或轉染程式。
3.藥物發現。
游離蛋白表達技術可快速合成具有特定功能的藥物，如抗腫瘤和抗病毒藥物，為新藥開發和個性化提供有力支撐**。 目前，已經開發出為生產具有翻譯後修飾的蛋白質而量身定製的CFPS系統，為**性蛋白的無細胞生物製造開啟了大門。 CFPS可以嚴格控制蛋白質表達的分子環境，使使用者能夠研究和優化位點特異性蛋白質修飾，這些修飾通常對藥物和疫苗的正確摺疊和生物活性至關重要。 此外，CFPS提取物可以從一系列不同的可培養細胞系中製備，使使用者能夠利用菌株特異性的內源性（或異源）生物學機制。 因此，CFPS系統現在能夠生產抗體、抗體片段、多亞基酶和結合疫苗等產品。
4.工業生產。
CFPS反應的組裝可以自動化，並使用液體處理系統進行調整，從而提高蛋白質表達、優化和表徵的通量。 它滿足了工業生產中對高產、高純度蛋白質的需求。 Innovate UK資助了乙個專案，該專案匯集了CPI、IPSEN BIOPHARM和Touchlight Genetics公司，使用符合良好生產規範的工業規模CFPS反應，生產對宿主細胞和/或生產人員有毒的蛋白質（例如重組肉毒桿菌毒素）。
四、展望：
綜上所述，高通量篩選在科學研究和工業應用中起著至關重要的作用。 作為一種新興的解決方案，無細胞蛋白表達系統正在逐步克服傳統高通量篩選面臨的效率和準確性問題，為科研和產業帶來更多可能。 讓我們期待未來游離蛋白表達的科學研究和產業發展取得更大的成就。
作為一家專業的游離蛋白表達生物技術公司，佩羅汀生物擁有一支由國家級高層次領軍人才、海歸博士等人才組成的專業技術團隊，依託自主研發和獨特的游離蛋白表達技術平台，專業從事多肽、重組蛋白、基因工程抗體、重組疫苗和大分子蛋白藥物的研發， 同時為廣大生物醫藥企業和研究機構提供無細胞蛋白表達產品、蛋白原料試劑和定製服務。
技術交流：wwwcellfreeprotein.cn
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