Cell-free protein synthesis

تولید پروتئین با استفاده از ماشین های بیولوژیکی و بدون استفاده از سلول های زنده در شرایط است. برای حفظ حیات سلولی دیواره سلولی یا شرایط هموستاز لازم است اجزای لازم برای این کار شامل عصاره سلولی، یک منبع انرژی، منبع اسیدهای آمینه، کوفاکتورها مانند منیزیم، و DNA با ژن مورد نظر است ، ماشین های سلولی لازم از جمله ریبوزوم ها، synthetases آمینواسیل-tRNA و عوامل شروع ترجمه و عوامل elongation ، و غیره می باشد.

واکنش CFPS دارای مزایای بسیاری برسنتز پروتئین در in vivo می باشد. در CFPS معمولا 1 -2 روز بیان پروتئین طول و عصاره گیری طول می کشد، در حالی که بیان پروتئین در in vivo ممکن است 1-2 هفته طول بکشد. این واکنش باز که دیواره سلولی اجازه می دهد تا دستکاری مستقیم با محیط شیمیایی انجام داد. نمونه می توان به راحت گرفته شود، غلظت بهینه سازی شود، و واکنش را می توان تحت نظارت داشت.

در مقابل، وقتی DNA به سلول زنده وارد می کنید به واکنش نمی توان دسترسی داشت تا زمانی که به پایان برسد و سلول ها لیز شوند. مزیت دیگر به CFPS عدم نگرانی برای سمیت است. برخی از پروتئین مورد دلخواه برای سلول سمی هستند از آنجا که سلول های زنده استفاده نمی شود، سمیت محصول پروتیینی معنی دار نیست. کاربرد اصلی CFPS وارد کردن اسیدهای آمینه غیر طبیعی به ساختارهای پروتئینی می باشد باز بودن این واکنش برای قرار دادن tRNA ها اصلاح شده و اسیدهای آمینه غیر طبیعی ایده ال می باشد.

سیستم های بیانی وابسته به سلول (in vivo) در طی سال های اخیر به طور گسترده ای به منظور تولید پروتیین ها، داروها و واکسن های نوترکیب مورد استفاده قرار گرفته اند، اما این سیستم های مزیت ها و محدودیت های مخصوص به خود را دارد از جمله محدودیت تولید پروتیین های سمی بوسیله سلول ها.

به همین دلیل رویکردهای جدیدی برای جبران محدودیت این سیستم ها معرفی شد که از بین آن ها می توان سیستم های بیانی عاری از سلول (cell free) را نام برد. استفاده از روش های ساخت پروتیین بدون سلول در هنگام مواجه با چالش های زیر ایده ال به نظر میرسد:

1⃣ هنگامی که محصول پروتیینی بیان شده برای سلول میزبان سمی است
2⃣ پروتیینی که در سلول میزبان تشکیل رسوبات بدون ساختار می دهد
3⃣ هنگامی که پروتیین تولیدی به سرعت در سلول تجزیه می شود.

از مزایای استفاده از سیستم های بیانی عاری از سلول می توان به انجام تغییرات پس از ترجمه، فولدینگ صحیح پروتیین ، حساسیت کمتر سیستم نسبت به سمیت پروتیین تولیدی و استراتژی های تولید با بازدهی بالا اشاره کرد.

🔘از لینک زیر هم می توانید کتاب لاتین cell free protein synthesis رو دانلود کنید:

https://telegram.me/biotechnology1/143