قهرمانان گمنام زیادی در اطراف ما وجود دارند که به نظر معمولی میرسند، اما در واقع آنها بیسروصدا به ما کمک زیادی میکنند. پروتئیناز K "قهرمان گمنام" در صنعت تشخیص مولکولی است، اگرچه در مقایسه با "قهرمانان بزرگ و قدرتمند" در این صنعت، پروتئیناز K آنقدر کماهمیت است که مدتهاست اهمیت آن را نادیده گرفتهایم. با شیوع بیماری همهگیر جدید کرونا، تقاضا برای پروتئیناز K افزایش یافته است و عرضه در داخل و خارج از کشور بسیار کمتر از مصرف است و همه ناگهان متوجه شدند که پروتئیناز K بسیار مهم است.
کاربرد پروتئیناز K چیست؟
پروتئیناز K یک پروتئاز سرین با فعالیت آنزیمی پروتئولیتیک است و میتواند فعالیت خود را در طیف وسیعی از محیطها (pH (4-12.5)، بافر با نمک بالا، دمای بالای 70 درجه سانتیگراد و غیره) حفظ کند. علاوه بر این، فعالیت پروتئیناز K توسط SDS، اوره، EDTA، گوانیدین هیدروکلراید، گوانیدین ایزوتیوسیانات و غیره مهار نمیشود و مقدار مشخصی از مواد شوینده نیز میتواند فعالیت پروتئیناز K را افزایش دهد. در درمان پزشکی (ضدعفونی ویروس و میکروب)، مواد غذایی (ترد کردن گوشت)، چرم (نرم کردن مو)، شرابسازی (شفافسازی با الکل)، تهیه اسید آمینه (پرهای تخریبشده)، استخراج اسید نوکلئیک، هیبریداسیون درجا و غیره، پروتئیناز K کاربردهایی دارد. رایجترین کاربرد آن استخراج اسید نوکلئیک است.
پروتئیناز K میتواند انواع پروتئینهای موجود در نمونه، از جمله هیستونهایی که محکم به اسیدهای نوکلئیک متصل شدهاند را آنزیمولیز کند، به طوری که اسیدهای نوکلئیک بتوانند از نمونه آزاد شده و در عصاره آزاد شوند و مرحله بعدی استخراج و خالصسازی را تسهیل کنند. در تشخیص اسید نوکلئیک ویروسی، پروتئیناز K یکی از اجزای مهم در محلول نمونهبرداری ویروس است. پروتئیناز K میتواند پروتئین پوششی ویروس را بشکند و غیرفعال کند، که در مرحله حمل و نقل و تشخیص ایمنتر است. علاوه بر این، پروتئیناز K همچنین میتواند RNase را تجزیه کند و از تخریب RNA ویروسی جلوگیری کرده و تشخیص اسید نوکلئیک را تسهیل میکند.
شهرت یک شبه پروتئیناز K
چه در زمینه تحقیقات علمی و چه در زمینه تشخیص آزمایشگاهی (IVD)، استخراج اسید نوکلئیک اساسیترین آزمایش است، بنابراین پروتئیناز K همیشه وجود بسیار مهمی داشته است. با این حال، در گذشته، پروتئیناز K به مراتب کمتر از نقش آن شناخته شده بود. بخش بزرگی از این به این دلیل بود که رابطه عرضه و تقاضای پروتئیناز K بسیار پایدار بود. کمتر کسی فکر میکرد که عرضه پروتئیناز K مشکلی ایجاد کند.
با شیوع بیماری همهگیر کرونا، تقاضا برای آزمایش اسید نوکلئیک افزایش یافته است. تا اواخر ژوئن 2020، چین نزدیک به 90 میلیون آزمایش کرونای جدید انجام داده است و این تعداد در مقیاس جهانی حتی نگرانکنندهتر است. در آزمایشهای استخراج اسید نوکلئیک، غلظت کاری پروتئیناز K حدود 50 تا 200 میکروگرم در میلیلیتر است. به طور کلی، برای استخراج یک نمونه اسید نوکلئیک، حدود 100 میکروگرم پروتئیناز K لازم است. در استفاده واقعی، برای افزایش راندمان استخراج اسید نوکلئیک، اغلب از پروتئیناز K به مقدار بیشتری استفاده میشود. تشخیص ویروس کرونای جدید با اسید نوکلئیک، تقاضای زیادی برای پروتئیناز K ایجاد کرده است. تعادل اولیه عرضه و تقاضای پروتئیناز K به سرعت شکسته شد و پروتئیناز K یک شبه به یک ماده مهم پیشگیری از بیماری همهگیر تبدیل شد.
مشکلات تولید پروتئیناز K
اگرچه با توسعه این بیماری همهگیر، ارزش مهم پروتئیناز K توسط مردم مورد توجه قرار گرفته است، اما شرمآور است که به دلیل کمتوجهی بیش از حد به پروتئیناز K، تعداد کمی از شرکتهای داخلی در تولید پروتئیناز K مشارکت داشتهاند. وقتی مردم میخواهند تولید پروتئیناز K را آغاز کنند، در طول فرآیند تولید، مشخص شد که پروتئیناز K یک پروتئین بسیار ویژه است. گسترش ظرفیت تولید پروتئیناز K در مدت زمان کوتاه بسیار چالش برانگیز است.
تولید پروتئیناز K در مقیاس بزرگ با مشکلات زیر مواجه است:
۱. بیان کم
پروتئیناز K میتواند اکثر پروتئینها را به طور غیر اختصاصی تجزیه کند و باعث سمیت جدی برای سلول میزبان بیانکننده شود. بنابراین، سطح بیان پروتئیناز K به طور کلی بسیار پایین است. غربالگری سیستمهای بیانکننده و سویههایی که پروتئیناز K را به میزان زیادی بیان میکنند، عموماً به یک چرخه طولانیتر نیاز دارد.
۲. بقایای رنگدانهها و اسیدهای نوکلئیک
تخمیر در مقیاس بزرگ مقدار زیادی رنگدانه و بقایای اسید نوکلئیک میزبان را وارد میکند. حذف این ناخالصیها با یک فرآیند خالصسازی ساده دشوار است و خالصسازی پیچیده هزینه را افزایش داده و میزان بازیابی را کاهش میدهد.
۳. بیثباتی
پروتئیناز K به اندازه کافی پایدار نیست، میتواند خود را آنزیمولیز کند و نگهداری پایدار آن در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد برای مدت طولانی بدون عامل محافظ دشوار است.
۴. رسوبگذاری آسان
هنگام تهیه پودر خشک شده انجمادی پروتئیناز K، برای اطمینان از اینکه محتوای جامد پروتئیناز K در پودر خشک شده انجمادی زیاد است، لازم است یک ماده محافظ خشک شده انجمادی با غلظت بالا اضافه شود، اما وقتی غلظت پروتئیناز K به 20 میلیگرم در میلیلیتر و بالاتر میرسد، به راحتی تجمع یافته و رسوب تشکیل میدهد که خشک کردن انجمادی پروتئیناز K با محتوای جامد بالا را با مشکلات زیادی مواجه میکند.
۵. سرمایهگذاری کلان
پروتئیناز K فعالیت پروتئازی قوی دارد و میتواند سایر پروتئازها را در آزمایشگاه هیدرولیز کند. بنابراین، پروتئیناز K برای تحقیق و توسعه و تولید به مناطق تولید، تجهیزات و پرسنل تخصصی نیاز دارد.
محلول پروتئیناز K شرکت XD BIOCHEM
XD BIOCHEM دارای یک پلتفرم بیان و خالصسازی پروتئین بالغ است و تجربه غنی در بیان و خالصسازی پروتئینهای نوترکیب و بهینهسازی فرآیندهای تولید دارد. از طریق تشکیل سریع یک تیم تحقیق و توسعه، فرآیند تولید پروتئیناز K در مقیاس بزرگ برطرف شده است. خروجی ماهانه پودر خشکشده انجمادی بیش از 30 کیلوگرم است. این محصول دارای عملکرد پایدار، فعالیت ویژه آنزیم بالا و بدون باقیمانده سیتوکروم و اسید نوکلئیک میزبان است. برای دریافت بسته آزمایشی با XD BIOCHEM تماس بگیرید (ایمیل:sales@xdbiochem.comتلفن: +86 513 81163739).
راهکارهای فنی XD BIOCHEM شامل موارد زیر است:
با استفاده از ادغام چند نسخهای پلاسمید، سویههای با بیان بالا با سطح بیان ۸ گرم در لیتر انتخاب میشوند که بر مشکل سطح بیان پایین پروتئیناز K غلبه میکند.
از طریق ایجاد یک فرآیند خالصسازی چند مرحلهای، سیتوکروم میزبان و باقیماندههای اسید نوکلئیک پروتئیناز K با موفقیت در زیر مقدار استاندارد حذف شدند.
از طریق غربالگری با توان عملیاتی بالا در فرمولاسیونهای بافر محافظ، بافری که بتواند پروتئیناز K را به طور پایدار در دمای 37 درجه سانتیگراد ذخیره کند، انتخاب شد.
بافرهای غربالگری بر مشکل تجمع و رسوب آسان پروتئیناز K در غلظتهای بالا غلبه میکنند و پایه و اساس خشک کردن انجمادی با محتوای جامد بالای پروتئیناز K را فراهم میکنند.
نمونه پروتئیناز K بایوکم XD
آزمایش پایداری پروتئیناز K بایوکم XD: هیچ تغییر قابل توجهی در فعالیت پس از 80 روز در دمای اتاق وجود نخواهد داشت.
آزمایش پایداری پروتئیناز K بایوکم XD: پس از 80 روز نگهداری در دمای اتاق، تغییر قابل توجهی در فعالیت آن مشاهده نخواهد شد.
مقایسه اثر استخراج اسید نوکلئیک پروتئیناز K XD BIOCHEM و محصولات رقیب. در فرآیند استخراج اسید نوکلئیک، به ترتیب از XD BIOCHEM و پروتئیناز K رقابتی استفاده میشود. راندمان استخراج پروتئیناز K XD BIOCHEM بالاتر و مقدار Ct ژن هدف کمتر است.
زمان ارسال: ۳۱ دسامبر ۲۰۲۱