1. 高通量筛选
高通量筛选（HTS）在药物发现、基因工程、蛋白质组学等领域得到了广泛的应用，一直是推动科学进步的重要工具。 它可以在短时间内从大量的化合物或基因序列中快速筛选出具有特定活性或功能的物质，大大加快了研究进程，提高了科研效率，降低了研发成本。
图1：促进微生物细胞工厂中相关产物合成的高通量筛选策略。
然而，随着科研和工业需求的增加，传统高通量筛选技术的弊端日益明显，如筛选效率和准确性的问题。 传统的筛选方法往往依赖于化学或生物方法，这些方法会受到各种因素的影响，如样品的质量、实验条件的控制等，这些因素会影响筛选的准确性和效率。
2. 游离蛋白表达
作为一种很有前途的生物技术，无细胞蛋白表达（CFPS）技术近年来发展迅速，并逐渐应用于高通量筛选领域。 该技术是一种体外重组蛋白表达技术，其中使用含有蛋白质合成基本成分（核糖体、转运 RNA、氨酰基合成酶、起始延伸终止因子、ATP、Mg2+ 和 K+ 等）的细胞裂解物在体外进行蛋白质合成。
图2：无细胞表达系统。
资料来源：团队：香港-香港中文大学简介-2017igem.org
与传统的基于细胞的高通量筛选技术相比，无细胞蛋白合成避免了传统技术的许多问题，如表达效率低、蛋白纯化困难、细胞毒性等，因为它不需要基于细胞的系统。 优点也很明显，例如：
1、效率高：无细胞蛋白表达技术可在短时间内实现大规模蛋白制备，大大提高了筛选效率。
2、纯度高：无细胞蛋白表达技术纯度可达90%，满足工业化生产要求。
3.灵活性：无细胞蛋白表达技术可以通过调整反应条件或反应物来优化表达系统，为科学研究和工业应用提供更大的灵活性。
图 3：游离蛋白表达筛选过程的时间与试剂成本分析。
1.快速筛查。
借助游离蛋白表达系统，研究人员可以在很短的时间内从大量化合物或序列中快速筛选出潜在的活性物质或具有特定功能的蛋白质。 这将大大提高筛选的效率和准确性，并加速新药发现和基因工程的进程。 无细胞蛋白合成已被证明是在各种脂质模拟物中筛选膜蛋白靶标的一种有前途的方法，他们报告了一种高通量筛选工作流程，已应用于筛选 61 个真核膜蛋白靶标。
图 4：膜蛋白高通量无细胞筛选工作流程。
2.大规模蛋白质制备。
无细胞蛋白质合成系统已成为加速蛋白质设计、生物制造和测试的有前途的平台。 随着无细胞蛋白合成技术的成熟，制备反应所需的成本和时间都降低了，据报道，通过无细胞蛋白合成系统可以将蛋白产量提高到每升反应体积的克数。 与大规模蛋白质制备相比，目前的无细胞系统与细胞表达相比具有一些明显的优势。 例如，CFPS反应在筛选活动中具有出色的速度和灵活性，因为它们可以在几个小时内从线性DNA模板中生成蛋白质，从而避免了限速转化或转染程序。
3.药物发现。
游离蛋白表达技术可快速合成具有特定功能的药物，如抗肿瘤和抗病毒药物，为新药开发和个性化提供有力支撑**。 目前，已经开发出为生产具有翻译后修饰的蛋白质而量身定制的CFPS系统，为**性蛋白的无细胞生物制造打开了大门。 CFPS可以严格控制蛋白质表达的分子环境，使用户能够研究和优化位点特异性蛋白质修饰，这些修饰通常对药物和疫苗的正确折叠和生物活性至关重要。 此外，CFPS提取物可以从一系列不同的可培养细胞系中制备，使用户能够利用菌株特异性的内源性（或异源）生物学机制。 因此，CFPS系统现在能够生产抗体、抗体片段、多亚基酶和结合疫苗等产品。
4.工业生产。
CFPS反应的组装可以自动化，并使用液体处理系统进行调整，从而提高蛋白质表达、优化和表征的通量。 它满足了工业生产中对高产、高纯度蛋白质的需求。 Innovate UK资助了一个项目，该项目汇集了CPI、IPSEN BIOPHARM和Touchlight Genetics公司，使用符合良好生产规范的工业规模CFPS反应，生产对宿主细胞和/或生产人员有毒的蛋白质（例如重组肉毒杆菌毒素）。
四、展望：
综上所述，高通量筛选在科学研究和工业应用中起着至关重要的作用。 作为一种新兴的解决方案，无细胞蛋白表达系统正在逐步克服传统高通量筛选面临的效率和准确性问题，为科研和产业带来更多可能。 让我们期待未来游离蛋白表达的科学研究和产业发展取得更大的成就。
作为一家专业的游离蛋白表达生物技术公司，佩罗汀生物拥有一支由国家级高层次领军人才、海归博士等人才组成的专业技术团队，依托自主研发和独特的游离蛋白表达技术平台，专业从事多肽、重组蛋白、基因工程抗体、重组疫苗和大分子蛋白药物的研发， 同时为广大生物医药企业和研究机构提供无细胞蛋白表达产品、蛋白原料试剂和定制服务。
技术交流：wwwcellfreeprotein.cn
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