蛋白质合成是生命科学和生物工程研究中的核心问题之一。在构建无细胞合成蛋白质体系的基础上,建立了三种不同模式促进膜蛋白正确折叠的表达新技术,与体内表达水平相比,水离子通道蛋白和MraY转位酶分别提高40多倍和8000多倍,这一平台技术对于解决膜蛋白难以高效功能性制备的难题具有重要的普遍意义。采用同一体系中多个酶蛋白共表达的新策略,首次在体外创建了生物合成胞壁酸的多酶催化反应途径,为进一步体外代谢网络构建及合成生物学研究奠定了基础;针对抑制或阻断特定生物代谢途径的目的,建立了在生物信息学指导下的体外高效筛选反义寡核苷酸的新方法。根据无细胞反应体系的特性,建立了无细胞体外快速表达膜蛋白的平台技术,发展了基于与eGFP蛋白融合的高通量表达和功能测定技术。结合喷墨打印、X-DNA凝胶和96孔板微反应技术,建立基于线性模板的高通量合成蛋白质平台新技术,极大地拓展无细胞合成蛋白质技术在高通量筛选无细胞反应条件和进化蛋白质功能等多个领域的应用。总之,本项工作不仅探讨无细胞反应内在限制机制,提出了多种提高反应效率和通量性的新策略,对生物化工学科多个关键性前沿难题的解决具有重要的方法学意义。
英文主题词Cell-free system;In-vitro protein biosynthesis;Membrane protein;High-throughput reactions;Muramic acid