在生命科学研究与生物医药研发中，蛋白表达纯化是获取高纯度、高活性目标蛋白的核心环节，其涵盖蛋白表达后的分离提纯全流程，质量直接决定后续实验与应用的成败。无论是基础的蛋白结构分析，还是靶向药物研发，都离不开科学高效的蛋白表达纯化技术。青云瑞晶深耕结构生物学领域，凭借对蛋白特性的精准把控与先进的纯化技术，在蛋白表达纯化全流程中实现多种关键蛋白的高效制备，为靶点研究、药物开发等领域提供有力支持。
一、蛋白纯化前的关键分析：为蛋白表达纯化方案奠定基础
在开展蛋白表达纯化实验前，全面了解目的蛋白及杂质特性是设计最优纯化思路的关键。青云瑞晶会从多维度分析蛋白信息：明确蛋白质的来源与基础性质，包括其原核/真核来源、分子大小和等电点，这些数据将指导表达系统选择与层析参数设置；同时进行蛋白质的稳定性分析，测试蛋白对温度、pH、蛋白酶等因素的耐受性，进而针对性地制定保护措施，如控温、添加抑制剂等，确保蛋白在纯化过程中保持活性，提升分离效率。
二、蛋白表达：依蛋白特性选系统，控条件保表达质量
蛋白表达是蛋白表达纯化的核心前置步骤，需结合目的蛋白特性选择适配系统，并优化条件保障表达效率与产物活性。青云瑞晶会先根据蛋白来源与修饰需求确定表达系统：如原核系统（如大肠杆菌）适用于无需复杂修饰的简单蛋白，成本低、周期短；真核系统（酵母、昆虫细胞等）则用于需糖基化、磷酸化等修饰的真核蛋白，如膜蛋白KRAS家族。同时，通过调控诱导剂浓度、培养温度、pH值等关键参数，避免蛋白错误折叠形成包涵体，减少降解风险，为后续纯化提供足量、高活性的蛋白原料。
三、蛋白纯化：青云瑞晶多技术分步协同，实现蛋白高效提纯
蛋白纯化需通过多步技术协同，逐步去除杂质，获取高纯度目标蛋白。青云瑞晶以“高效分离、保活提质”为核心，结合不同蛋白特性构建阶梯式纯化流程：
1.细胞破碎：高压低温匀浆破碎助力蛋白表达纯化起步
在蛋白表达纯化流程中，收获表达目的蛋白的细胞后，如何高效破碎细胞并完整保留细胞内物质，是蛋白纯化的首要步骤，也是蛋白表达后衔接提纯环节的关键节点。青云瑞晶采用高压低温匀浆破碎技术，为后续纯化提供优质原料。
该技术通过液体剪切作用实现大规模细胞破碎，其核心优势在于“高压”与“低温”的协同。相较于其他细胞破碎方法，高压低温匀浆破碎不仅破碎效率高、处理量大，还能减少细胞碎片对后续纯化步骤的干扰，显著提升蛋白表达纯化流程的整体效率，尤其适用于大规模蛋白表达纯化项目。
2. 凝胶过滤层析：基于分子大小的温和分离
凝胶过滤层析，又称排阻层析或分子筛，是青云瑞晶在蛋白表达纯化的纯化阶段常用的分离技术之一。该技术的显著优势在于操作条件温和，全程无需使用有机溶剂，能最大限度保护经表达产生的蛋白的活性与天然结构，尤其适用于对有机溶剂敏感的蛋白纯化。同时，凝胶过滤层析还可用于蛋白的脱盐与缓冲液更换，在蛋白表达纯化流程中既能实现蛋白分离，又能为后续层析步骤提供适宜的样品环境。
3. 亲和层析：高选择性的粗提纯关键
亲和层析凭借其高选择性、高纯度、快速的特点，成为青云瑞晶在重组蛋白表达纯化粗提纯阶段的核心技术。其原理是利用生物分子之间的特异性相互作用实现蛋白分离纯化，例如抗原与抗体、酶与底物、蛋白与标签之间的特异性结合。在重组蛋白表达纯化中，亲和层析通常作为第一步粗提纯，能快速去除大部分杂质蛋白，大幅降低后续纯化难度，显著提升蛋白表达纯化效率与最终蛋白纯度。
4. 离子交换层析：基于带电性质的精纯配合
离子交换层析是青云瑞晶在蛋白表达纯化精纯阶段常用的关键技术，其核心原理基于不同蛋白具有不同的等电点。该技术具有过程可逆、操控性强的特点，在蛋白表达纯化的精纯步骤中常与凝胶过滤层析、疏水作用层析等方法结合使用，进一步去除残留杂质，实现蛋白的高纯度纯化。
5. 疏水作用层析：利用疏水性质的高效分离
疏水作用层析是青云瑞晶根据生物分子疏水性质实现蛋白纯化的重要技术，在蛋白表达纯化流程中发挥关键作用。其原理是基于蛋白表面的疏水基团与层析介质表面的疏水基团之间的相互作用，适用于分离表面疏水性质差异较大的蛋白，在蛋白表达纯化流程中既能有效去除杂质，又能进一步浓缩蛋白，同时还能避免蛋白在纯化过程中发生聚集，为获得高活性、高纯度的目的蛋白提供保障。
四、青云瑞晶蛋白表达纯化的实践应用：KRAS G12D
在生物医药研发等领域，蛋白表达纯化技术的实际应用对推动研究进展具有重要意义。KRAS是一种膜结合GTP酶，被认为是GDP-GTP调节的开关。RAS家族（KRAS、NRAS、HRAS）是人类癌症中最常见的致癌原因之一，KRAS基因突变占RAS基因突变总数的86%。2021年安进（AMGEN）获FDA加速批准的KRAS G12C抑制剂Lumakras（sotorasib）上市。
KRAS的突变众多，除G12C外，常见的还有G12D，G12V，G12A和G12S等。KRAS G12D在胰腺癌和结直肠癌中的突变率很高。国内外众多药企也在进行KRAS G12D抑制剂的研发。
青云瑞晶针对此类高难度靶点蛋白的蛋白表达纯化需求，结合蛋白特性制定专属方案。KRAS与GTP结合时，处于激活状态；与GDP结合时，处于“关闭”状态，通过这种状态的转换来调节细胞质信号网络并控制各种正常的细胞过程。GTP转化为GDP是一个极快速的过程，Kras与GTP结合形成的激活状态很难获得。青云瑞晶表达纯化出了处于“关闭“状态的KRAS G12D蛋白；
用酶降解与KRAS结合的GDP，加入GppCp与KRAS孵育，获得激活状态的KRAS G12D蛋白。
蛋白表达纯化技术的不断优化与实践应用，为生命科学研究与生物医药产业发展提供了强大支撑。青云瑞晶将持续深耕蛋白表达纯化领域，不断创新技术方法，针对不同类型蛋白的表达纯化需求制定精准方案，为更多科研项目与产业研发提供解决方案，推动相关领域研究成果转化与突破。
