Der er mange ubesungne helte omkring os, som tilsyneladende er almindelige, men i virkeligheden bidrager de lydløst meget til os. Proteinase K er den "beskedne helt" i den molekylærdiagnostiske industri, selvom proteinase K er så lavprofileret sammenlignet med de "store og magtfulde" i branchen, at vi længe har overset dens betydning. Med udbruddet af den nye kroneepidemi er efterspørgslen efter proteinase K steget voldsomt, og udbuddet i ind- og udland er langt bagud i forhold til forbruget, og alle indså pludselig, at proteinase K er så vigtig.
Hvad er brugen af proteinase K?
Proteinase K er en serinprotease med proteolytisk enzymaktivitet og kan opretholde aktivitet i en bred vifte af miljøer (pH (4-12,5), buffer med højt saltindhold, høj temperatur på 70°C osv.). Derudover hæmmes proteinase K's aktivitet ikke af SDS, urinstof, EDTA, guanidinhydrochlorid, guanidinisothiocyanat osv., og en vis mængde rengøringsmiddel kan også forstærke proteinase K's aktivitet. Proteinase K findes i medicinsk behandling (virus- og mikrobiel desinfektion), fødevarer (mørning af kød), læder (blødgøring af hår), vinfremstilling (alkoholklaring), aminosyreforberedelse (nedbrudte fjer), nukleinsyreekstraktion, in situ-hybridisering osv. Den mest almindeligt anvendte anvendelse er nukleinsyreekstraktion.
Proteinase K kan enzymolysere alle slags proteiner i prøven, inklusive de histoner, der er tæt bundet til nukleinsyrer, så nukleinsyrerne kan frigives fra prøven og ind i ekstraktet, hvilket letter det næste trin med ekstraktion og oprensning. Ved påvisning af viral nukleinsyre er proteinase K en af de vigtige komponenter i virusprøveopløsningen. Proteinase K kan knække og inaktivere virussets kappeprotein, hvilket er sikrere under transport- og påvisningsfasen. Derudover kan proteinase K også nedbryde RNase, hvilket forhindrer nedbrydningen af viralt RNA og letter påvisning af nukleinsyrer.
Proteinase K's berømmelse natten over
Uanset om det er inden for videnskabelig forskning eller inden for IVD, er nukleinsyreekstraktion det mest basale eksperiment, så proteinase K har altid været en meget vigtig eksistens. Tidligere var proteinase K dog langt mindre kendt end sin rolle. En stor del af dette skyldtes, at udbuds- og efterspørgselsforholdet for proteinase K var meget stabilt. Få mennesker ville tro, at udbuddet af proteinase K ville være et problem.
Med udbruddet af den nye kroneepidemi er efterspørgslen efter nukleinsyretestning steget voldsomt. I slutningen af juni 2020 havde Kina gennemført næsten 90 millioner nye kronetests, og dette tal er endnu mere alarmerende på globalt plan. I nukleinsyreekstraktionseksperimenter er den anvendte koncentration af proteinase K omkring 50-200 μg/ml. Generelt kræver det omkring 100 μg proteinase K at ekstrahere en nukleinsyreprøve. I den faktiske brug, for at øge effektiviteten af nukleinsyreekstraktion, vil proteinase K ofte blive brugt i en øget mængde. Nukleinsyredetektion af den nye coronavirus har medført en stor efterspørgsel efter proteinase K. Den oprindelige udbuds- og efterspørgselsbalance for proteinase K blev hurtigt brudt, og proteinase K blev et vigtigt materiale til forebyggelse af epidemier natten over.
Vanskeligheder med produktionen af proteinase K
Selvom folk med epidemiens udvikling har værdsat proteinase K's vigtige værdi, er det pinligt, at på grund af proteinase K's overdrevent lave markedsandel har få indenlandske virksomheder været involveret i produktionen af proteinase K. Da folk ønskede at etablere proteinase K-produktion, blev det under produktionsprocessen opdaget, at proteinase K er et ekstremt specielt protein. Det er ekstremt udfordrende at udvide produktionskapaciteten af proteinase K på kort tid.
Storskalaproduktion af proteinase K står over for følgende vanskeligheder
1. Lav ekspression
Proteinase K kan uspecifikt nedbryde de fleste proteiner og forårsage alvorlig toksicitet for ekspressionsværtscellen. Derfor er ekspressionsniveauet af proteinase K generelt meget lavt. Screening af ekspressionssystemer og stammer, der udtrykker proteinase K i høj grad, kræver generelt en længere cyklus.
2. Rester af pigmenter og nukleinsyrer
Storskala fermentering introducerer en stor mængde pigment og værtnukleinsyrerester. Det er vanskeligt at fjerne disse urenheder med en simpel rensningsproces, og kompleks rensning øger omkostningerne og reducerer genvindingsraten.
3. Ustabilitet
Proteinase K er ikke stabil nok, den kan enzymolysere sig selv, og det er vanskeligt at opbevare den stabilt ved 37 °C i lang tid uden et beskyttelsesmiddel.
4. Let at udfælde
Ved fremstilling af frysetørret pulver af proteinase K er det nødvendigt at tilsætte et frysetørret beskyttelsesmiddel i en høj koncentration for at sikre et stort indhold af proteinase K i det frysetørrede pulver. Men når koncentrationen af proteinase K når 20 mg/ml og derover, dannes der let bundfald. Dette gør frysetørringen af proteinase K med et højt indhold af fast stof meget vanskelig.
5. Stor investering
Proteinase K har stærk proteaseaktivitet og kan hydrolysere andre proteaser i laboratoriet. Derfor kræver proteinase K specialiserede produktionsområder, udstyr og personale til forskning, udvikling og produktion.
XD BIOCHEMs proteinase K-opløsning
XD BIOCHEM har en moden platform til proteinekspression og -rensning og har stor erfaring inden for ekspression og rensning af rekombinante proteiner samt optimering af produktionsprocesser. Gennem den hurtige dannelse af et forsknings- og udviklingsteam er den store produktionsproces for proteinase K blevet overvundet. Den månedlige produktion af frysetørret pulver er mere end 30 KG. Produktet har stabil ydeevne, høj enzymspecifik aktivitet og ingen værtscytokrom- og nukleinsyrerester. Velkommen til at kontakte XD BIOCHEM. Få en prøvepakke (E-mail:sales@xdbiochem.comTlf.: +86 513 81163739).
XD BIOCHEMs tekniske løsninger omfatter
Ved hjælp af multi-kopi plasmidintegration udvælges højekspressionsstammer med et ekspressionsniveau på 8 g/L, hvilket overvinder problemet med lavt ekspressionsniveau af proteinase K.
Gennem etablering af en flertrinsrensningsproces blev værtens cytochrom- og nukleinsyreresterne fra proteinase K fjernet med succes til under standardværdien.
Gennem højkapacitetsscreening af beskyttende bufferformuleringer blev der udvalgt en buffer, der stabilt kan lagre proteinase K ved 37°C.
Screeningsbuffere overvinder problemet med, at proteinase K er let at aggregere og udfælde ved høje koncentrationer, og lægger grundlaget for frysetørring af proteinase K's høje indhold af faste stoffer.
XD BIOCHEM proteinase K prøve
XD BIOCHEM proteinase K stabilitetstest: der vil ikke være nogen signifikant ændring i aktivitet efter 80 dage ved stuetemperatur
XD BIOCHEM proteinase K stabilitetstest: der vil ikke være nogen signifikant ændring i aktivitet efter 80 dage ved stuetemperatur.
Sammenligning af nukleinsyreekstraktionseffekten af XD BIOCHEM proteinase K og konkurrerende produkter. I processen med nukleinsyreekstraktion anvendes henholdsvis XD BIOCHEM og konkurrerende proteinase K. Ekstraktionseffektiviteten af XD BIOCHEM proteinase K er højere, og Ct-værdien for målgenet er lavere.
Opslagstidspunkt: 31. dec. 2021