Det finnes mange usungne helter rundt oss, som tilsynelatende er vanlige, men som faktisk bidrar mye til oss i stillhet. Proteinase K er den "usungne helten" i molekylærdiagnostikkindustrien, selv om proteinase K er så lavprofilert sammenlignet med de "store og mektige" i bransjen at vi lenge har oversett dens betydning. Med utbruddet av den nye kroneepidemien har etterspørselen etter proteinase K økt kraftig, og tilbudet i inn- og utland ligger langt bak forbruket, og alle innså plutselig at proteinase K er så viktig.
Hva er bruken av proteinase K?
Proteinase K er en serinprotease med proteolytisk enzymaktivitet og kan opprettholde aktivitet i et bredt spekter av miljøer (pH (4-12,5), buffer med høyt saltinnhold, høy temperatur på 70 °C, etc.). I tillegg hemmes ikke aktiviteten til proteinase K av SDS, urea, EDTA, guanidinhydroklorid, guanidinisotiocyanat, etc., og en viss mengde vaskemiddel kan også forsterke aktiviteten til proteinase K. Proteinase K finnes i medisinsk behandling (virus- og mikrobiell desinfeksjon), mat (mørning av kjøtt), lær (hårmykning), vinproduksjon (alkoholklaring), aminosyretilberedning (nedbrutte fjær), nukleinsyreekstraksjon, in situ-hybridisering, etc. Det finnes bruksområder for proteinase K. Den mest brukte bruken er nukleinsyreekstraksjon.
Proteinase K kan enzymolysere alle typer proteiner i prøven, inkludert de histonene som er tett bundet til nukleinsyrer, slik at nukleinsyrene kan frigjøres fra prøven og inn i ekstraktet, noe som letter neste trinn med ekstraksjon og rensing. Ved påvisning av viral nukleinsyre er proteinase K en av de viktigste komponentene i virusprøvetakingsløsningen. Proteinase K kan knekke og inaktivere virusets kappeprotein, noe som er tryggere under transport- og påvisningsfasen. I tillegg kan proteinase K også bryte ned RNase, noe som forhindrer nedbrytning av viralt RNA og letter påvisning av nukleinsyrer.
Proteinase Ks berømmelse over natten
Enten det er innen vitenskapelig forskning eller innen IVD, er nukleinsyreekstraksjon det mest grunnleggende eksperimentet, så proteinase K har alltid vært en svært viktig eksistens. Tidligere var imidlertid proteinase K langt mindre kjent enn sin rolle. En stor del av dette skyldtes at forholdet mellom tilbud og etterspørsel etter proteinase K var svært stabilt. Få ville tro at tilgangen på proteinase K ville være et problem.
Med utbruddet av den nye kroneepidemien har etterspørselen etter nukleinsyretesting økt kraftig. Per slutten av juni 2020 hadde Kina fullført nesten 90 millioner nye kronetester, og dette tallet er enda mer alarmerende på global skala. I nukleinsyreekstraksjonseksperimenter er arbeidskonsentrasjonen av proteinase K omtrent 50–200 μg/ml. Vanligvis tar det omtrent 100 μg proteinase K for å ekstrahere en prøve av nukleinsyre. I faktisk bruk, for å øke effektiviteten av nukleinsyreekstraksjon, vil ofte proteinase K brukes i økte mengder. Nukleinsyredeteksjon av det nye koronaviruset har ført til en stor mengde proteinase K-etterspørsel. Den opprinnelige balansen mellom tilbud og etterspørsel etter proteinase K ble raskt brutt, og proteinase K ble et viktig materiale for å forebygge epidemier over natten.
Vanskeligheter med produksjonen av proteinase K
Selv om folk har verdsatt proteinase K med utviklingen av epidemien, er det pinlig at på grunn av den overdrevne lavprofilen til proteinase K, har få innenlandske selskaper vært involvert i produksjonen av proteinase K. Når folk ønsker å etablere proteinase K-produksjon, ble det oppdaget at proteinase K er et ekstremt spesielt protein. Det er ekstremt utfordrende å utvide produksjonskapasiteten til proteinase K på kort tid.
Storskalaproduksjon av proteinase K står overfor følgende vanskeligheter
1. Lavt uttrykk
Proteinase K kan uspesifikt bryte ned de fleste proteiner og forårsake alvorlig toksisitet for ekspresjonsvertscellen. Derfor er ekspresjonsnivået av proteinase K generelt svært lavt. Screening av ekspresjonssystemer og stammer som uttrykker proteinase K i høy grad krever vanligvis en lengre syklus.
2. Rester av pigmenter og nukleinsyrer
Storskala fermentering introduserer en stor mengde pigment og vertsnukleinsyrerester. Det er vanskelig å fjerne disse urenhetene med en enkel renseprosess, og kompleks rensing øker kostnadene og reduserer utvinningsgraden.
3. Ustabilitet
Proteinase K er ikke stabil nok, den kan enzymolysere seg selv, og det er vanskelig å lagre den stabilt ved 37 °C over lengre tid uten et beskyttelsesmiddel.
4. Lett å utfelle
Når man tilbereder frysetørket pulver av proteinase K, er det nødvendig å tilsette et frysetørket beskyttelsesmiddel i høy konsentrasjon for å sikre at det faste innholdet av proteinase K i det frysetørkede pulveret er stort. Men når konsentrasjonen av proteinase K når 20 mg/ml og over, er det lett at det dannes et bunnfall. Dette gjør frysetørkingen av proteinase K med høyt faststoffinnhold svært vanskelig.
5. Stor investering
Proteinase K har sterk proteaseaktivitet og kan hydrolysere andre proteaser i laboratoriet. Derfor krever proteinase K spesialiserte produksjonsområder, utstyr og personell for forskning, utvikling og produksjon.
XD BIOCHEMs proteinase K-løsning
XD BIOCHEM har en moden plattform for proteinuttrykk og -rensing, og har rik erfaring med uttrykk og rensing av rekombinante proteiner og optimalisering av produksjonsprosesser. Gjennom rask dannelse av et forsknings- og utviklingsteam har man overkommet den store produksjonsprosessen for proteinase K. Den månedlige produksjonen av frysetørket pulver er mer enn 30 KG. Produktet har stabil ytelse, høy enzymspesifikk aktivitet og ingen cytokrom- og nukleinsyrerester i verten. Velkommen til å kontakte XD BIOCHEM. Få en prøvepakke (E-post:sales@xdbiochem.comTlf: +86 513 81163739).
XD BIOCHEMs tekniske løsninger inkluderer
Ved bruk av multikopiplasmidintegrasjon velges stammer med høyt uttrykk og et uttrykknivå på 8 g/L, noe som overvinner problemet med lavt uttrykknivå av proteinase K.
Gjennom etablering av en flertrinns renseprosess ble vertscytokrom- og nukleinsyrerestene fra proteinase K fjernet under standardverdien.
Gjennom høykapasitetsscreening av beskyttende bufferformuleringer ble det valgt en buffer som stabilt kan lagre proteinase K ved 37 °C.
Screeningbuffere overvinner problemet med at proteinase K lett aggregerer og utfeller ved høye konsentrasjoner, og legger grunnlaget for frysetørking av proteinase K med høyt faststoffinnhold.
XD BIOCHEM proteinase K-prøve
XD BIOCHEM proteinase K stabilitetstest: det vil ikke være noen signifikant endring i aktivitet etter 80 dager ved romtemperatur
XD BIOCHEM proteinase K stabilitetstest: det vil ikke være noen signifikant endring i aktivitet etter 80 dager ved romtemperatur.
Sammenligning av nukleinsyreekstraksjonseffekten av XD BIOCHEM proteinase K og konkurrerende produkter. I prosessen med nukleinsyreekstraksjon brukes henholdsvis XD BIOCHEM og konkurrerende proteinase K. Ekstraksjonseffektiviteten til XD BIOCHEM proteinase K er høyere, og Ct-verdien til målgenet er lavere.
Publiseringstid: 31. desember 2021