Ympärillämme on monia laulamattomia sankareita, jotka vaikuttavat tavallisilta, mutta todellisuudessa he antavat hiljaa meille paljon. Proteinaasi K on molekyylidiagnostiikan alan "laulamaton sankari", vaikka verrattuna alan "suuriin ja mahtaviin" toimijoihin, proteinaasi K on niin hillitty, että olemme jo pitkään unohtaneet sen merkityksen. Uuden koronaepidemian puhkeamisen myötä proteinaasi K:n kysyntä on kasvanut pilviin, ja tarjonta sekä kotimaassa että ulkomailla on kaukana kulutuksesta, ja kaikki yhtäkkiä ymmärsivät, kuinka tärkeä proteinaasi K on.
Mihin proteinaasi K:ta käytetään?
Proteinaasi K on seriiniproteaasi, jolla on proteolyyttistä entsyymiaktiivisuutta ja joka voi säilyttää aktiivisuutensa monenlaisissa ympäristöissä (pH (4-12,5), runsassuolainen puskuri, korkea lämpötila 70 °C jne.). Lisäksi SDS, urea, EDTA, guanidiinihydrokloridi, guanidiini-isotiosyanaatti jne. eivät estä proteinaasi K:n aktiivisuutta, ja tietty määrä pesuainetta voi myös tehostaa proteinaasi K:n aktiivisuutta. Lääketieteellisessä hoidossa (virusten ja mikrobien desinfiointi), elintarvikkeissa (lihan mureuttaminen), nahassa (hiusten pehmentäminen), viininvalmistuksessa (alkoholin kirkastaminen), aminohappojen valmistuksessa (hajoaneet höyhenet), nukleiinihappojen uuttamisessa, in situ -hybridisaatiossa jne. Proteinaasi K:lla on sovelluksia. Yleisimmin käytetty sovellus on nukleiinihappojen uuttaminen.
Proteinaasi K voi entsymolysoida kaikenlaisia proteiineja näytteessä, mukaan lukien histonit, jotka ovat tiukasti sitoutuneet nukleiinihappoihin, jotta nukleiinihapot voidaan vapauttaa näytteestä ja uutteeseen, mikä helpottaa seuraavaa vaihetta, uuttoa ja puhdistusta. Viruksen nukleiinihappojen havaitsemisessa proteinaasi K on yksi tärkeimmistä komponenteista virusnäytteenottoliuoksessa. Proteinaasi K voi pilkkoa ja inaktivoida viruksen kuoriproteiinin, mikä on turvallisempaa kuljetus- ja havaitsemisvaiheessa; lisäksi proteinaasi K voi myös hajottaa RNaasin, joka estää virus-RNA:n hajoamista ja helpottaa nukleiinihappojen havaitsemista.
Proteinaasi K:n maine yhdessä yössä
Olipa kyse sitten tieteellisestä tutkimuksesta tai IVD:stä, nukleiinihappojen uuttaminen on perustavanlaatuisin koe, joten proteinaasi K:lla on aina ollut erittäin tärkeä rooli. Aiemmin proteinaasi K oli kuitenkin paljon vähemmän tunnettu kuin sen rooli. Suuri osa tästä johtui siitä, että proteinaasi K:n kysynnän ja tarjonnan suhde oli erittäin vakaa. Harva uskoisi, että proteinaasi K:n saatavuus olisi ongelma.
Uuden koronaepidemian puhkeamisen myötä nukleiinihappotestauksen kysyntä on kasvanut räjähdysmäisesti. Kesäkuun 2020 loppuun mennessä Kiina oli suorittanut lähes 90 miljoonaa uutta koronatestiä, ja tämä luku on maailmanlaajuisesti entistäkin hälyttävämpi. Nukleiinihappojen uuttokokeissa proteinaasi K:n työskentelypitoisuus on noin 50–200 μg/ml. Yleensä nukleiinihapponäytteen uuttamiseen tarvitaan noin 100 μg proteinaasi K:ta. Käytännössä nukleiinihappojen uuttamisen tehostamiseksi proteinaasi K:ta käytetään usein suurempia määriä. Uuden koronaviruksen nukleiinihappojen havaitseminen on tuonut mukanaan suuren määrän proteinaasi K:n kysyntää. Proteinaasi K:n alkuperäinen kysynnän ja tarjonnan tasapaino rikkoutui nopeasti, ja proteinaasi K:sta tuli yhdessä yössä tärkeä epidemian ehkäisymateriaali.
Vaikeudet proteinaasi K:n tuotannossa
Vaikka epidemian kehittyessä ihmiset ovat arvostaneet proteinaasi K:n tärkeää arvoa, on kiusallista, että proteinaasi K:n liiallisen hillityn aseman vuoksi vain harvat kotimaiset yritykset ovat osallistuneet proteinaasi K:n tuotantoon. Kun ihmiset haluavat perustaa proteinaasi K:n tuotannon, tuotantoprosessin aikana havaittiin, että proteinaasi K on erittäin erityinen proteiini. Proteinaasi K:n tuotantokapasiteetin laajentaminen lyhyessä ajassa on erittäin haastavaa.
Proteinaasi K:n laajamittainen tuotanto kohtaa seuraavat vaikeudet
1. Matala ilmaisu
Proteinaasi K voi hajottaa epäspesifisesti useimpia proteiineja ja aiheuttaa vakavaa myrkyllisyyttä ilmentävälle isäntäsolulle. Siksi proteinaasi K:n ilmentymistaso on yleensä hyvin alhainen. Ilmentämisjärjestelmien ja -kantojen seulonta, jotka ilmentävät voimakkaasti proteinaasi K:ta, vaatii yleensä pidemmän syklin.
2. Pigmenttien ja nukleiinihappojen jäännökset
Laajamittainen käyminen tuo mukanaan suuren määrän pigmenttiä ja isäntänukleiinihappotähteitä. Näiden epäpuhtauksien poistaminen yksinkertaisella puhdistusprosessilla on vaikeaa, ja monimutkainen puhdistus lisää kustannuksia ja vähentää talteenottoastetta.
3. Epävakaus
Proteinaasi K ei ole riittävän stabiili, se voi entsymolysoida itsensä, ja sitä on vaikea säilyttää vakaasti 37 °C:ssa pitkään ilman suojaavaa ainetta.
4. Helppo saostaa
Kun valmistetaan proteinaasi K:n pakastekuivattua jauhetta, on pakastekuivatun jauheen suuren kiintoainepitoisuuden varmistamiseksi tarpeen lisätä pakastekuivattua suoja-ainetta suurena pitoisuutena. Mutta kun proteinaasi K:n pitoisuus saavuttaa 20 mg/ml tai enemmän, se on helppoa. Aggregaatio muodostaa sakkaa, mikä vaikeuttaa suuresti proteinaasi K:n pakastekuivaamista korkealla kiintoainepitoisuudella.
5. Suuret investoinnit
Proteinaasi K:lla on voimakas proteaasiaktiivisuus ja se voi hydrolysoida muita proteaaseja laboratoriossa. Siksi proteinaasi K vaatii erikoistuneita tuotantotiloja, laitteita ja henkilöstöä tutkimukseen, kehitykseen ja tuotantoon.
XD BIOCHEMin proteinaasi K -liuos
XD BIOCHEMillä on kypsä proteiinien ilmentämis- ja puhdistusalusta, ja sillä on runsaasti kokemusta rekombinanttiproteiinien ilmentämisestä ja puhdistuksesta sekä tuotantoprosessien optimoinnista. Tutkimus- ja kehitystiimin nopean perustamisen ansiosta proteinaasi K:n laajamittainen tuotantoprosessi on voitettu. Pakastekuivatun jauheen kuukausituotanto on yli 30 kg. Tuotteella on vakaa suorituskyky, korkea entsyymispesifinen aktiivisuus, eikä sillä ole isäntäsytokromi- tai nukleiinihappotähteitä. Ota yhteyttä XD BIOCHEMiin saadaksesi kokeilupaketin (sähköposti:sales@xdbiochem.comPuh: +86 513 81163739).
XD BIOCHEMin teknisiin ratkaisuihin kuuluvat
Monikopioplasmidi-integraation avulla valitaan korkean ilmentymisen kantoja, joiden ilmentymistaso on 8 g/l, mikä ratkaisee proteinaasi K:n alhaisen ilmentymistason ongelman.
Monivaiheisen puhdistusprosessin avulla proteinaasi K:n isäntäsolusytokromi ja nukleiinihappotähteet poistettiin onnistuneesti alle standardiarvon.
Suojaavien puskuriformulaatioiden suuren läpimenon seulonnan avulla valittiin puskuri, joka pystyy säilyttämään proteinaasi K:ta stabiilisti 37 °C:ssa.
Seulontapuskurit ratkaisevat ongelman, että proteinaasi K:ta on helppo aggregoida ja saostaa suurina pitoisuuksina, ja luovat perustan proteinaasi K:n korkean kiinteän aineen pitoisuuden omaavalle pakastekuivaukselle.
XD BIOCHEM proteinaasi K -näyte
XD BIOCHEM proteinaasi K:n stabiiliustesti: aktiivisuudessa ei tapahdu merkittävää muutosta 80 päivän kuluttua huoneenlämmössä
XD BIOCHEM proteinaasi K:n stabiiliustesti: aktiivisuudessa ei tapahdu merkittävää muutosta 80 päivän kuluttua huoneenlämmössä.
XD BIOCHEM proteinaasi K:n ja kilpailevien tuotteiden nukleiinihappojen uuttovaikutuksen vertailu. Nukleiinihappojen uuttoprosessissa käytetään XD BIOCHEMia ja kilpailevaa proteinaasi K:ta. XD BIOCHEM proteinaasi K:n uuttotehokkuus on korkeampi ja kohdegeenin Ct-arvo on matalampi.
Julkaisun aika: 31.12.2021